0 引 言

我国交通行业随着经济的发展高速前进,据统计截至2014年底,我国已成为世界上的第二桥梁大国,其中钢筋混凝土桥梁高达90%以上[1]。由于车辆荷载不断增加、公路桥梁等相关规范的修订以及已建桥梁在服役期间的损害等多方面因素迫使许多桥梁面临改扩建计划。如大广高速公路深州至大名段桥梁改扩建工程,以及本文依附的京港澳高速公路(京石段)改扩建工程等。我国学者也开展了一系列相关研究,彭凯和徐基平总结了公路旧桥加宽纵缝拼接技术,以及各种拼接方案的优缺点和适用条件,进一步提出改进措施[2]。张建荣等通过试验研究给出了混凝土植筋锚固承载力计算公式及建议,为改扩建提供技术支持[3]等。

从国内外改扩建桥梁工程运营情况来看,桥梁改造的理论计算尚有不足之处,还有很多技术问题需要解决,对改扩建工程合理选择钢筋混凝土等级的研究也较少。对扩建后的桥梁进行设计时可选择四种方案:①直接采用与原桥梁设计相同的混凝土与钢筋;②采用相同钢筋的基础上选择更高强度的混凝土;③采用相同混凝土的基础上提高所使用钢筋等级;④同时加强使用的钢筋与混凝土。对这四种方案试验梁进行精确细致分析,对其承载力进行重新验证,研究试验梁在不同组合下的变形性能,监测裂缝开展情况,挠度随加载力的变化,实时记录试验梁的开裂荷载以及极限承载力并与计算值进行对比。分析比对提高钢筋或混凝土等级后的桥梁的变化,为今后桥梁设计提供一定的数据支持。

Agilent 1290 InfinityⅡ超高效液相质谱仪；Agilent 6470 Triple Quad LC/MS串联四极杆液质联用仪（安捷伦科技（中国）有限公司）；XS205DU电子天平（梅特勒-特利多电子有限公司）。

1 试验概况

1.1 试验设计

本实验以京港澳高速公路(京石段)改扩建工程中的16 m标准跨径预应力混凝土梁为背景。工程梁设计参数如图1所示。

本次设计中主要依据抗弯能力等效的原则对正截面承载力进行控制,相似模型按1∶5进行缩尺,参考《土木工程结构试验》[4]根据π定理,有:

开裂荷载计算值与试验值比值的均值为1.19,规范简化公式的计算有一定的离散型[6],因此结果存在一定偏差,但试验结果表明:在同等配筋率下,开裂荷载主要受混凝土强度影响,受普通钢筋影响很小。这是由于开裂荷载只需抵消受压边缘混凝土的预压应力和混凝土的抗拉强度,而普通钢筋在其中发挥的作用较少。

g(π1,π2,π3,π4,π5)=0

(1)

π=σa1fa2Pa3la4Ea5Wa6Ia7

（5）利用模糊数学法预测工程造价。该方法是以模糊数学理论为基础，通过指数平滑法建立预估模型，通过计算得到模糊贴近度进行综合排序，从中预估出拟建工程的造价成本。

(2)

由上述可得5个π数,如表1所示。

刚度表示梁抵抗弯曲变形的能力,钢筋混凝土为非匀质弹性材料,刚度不是一个定值[10-11]。试验梁受弯试验过程是一个短暂的过程,在加载过程中,每一级加载时的梁的刚度可看作是一个定值。由材料力学公式求得:

 

(3)

可推导出试验梁承载力:

 

(4)

根据《混凝土结构设计规范》[5]配筋,试件设计如图2 所示,试验梁PL1采用与原型梁相同的普通钢筋HPB300和同等级的混凝土C40。PL2,

  

图1 工程梁设计参数图Fig.1 Engineering beam parameters design

表1 π数

 

Table 1 Number of π

  

π1π2π3π4π5σl2PflEl2PWl3Il4

PL3,PL4则根据研究需要替换钢筋、混凝土。其它材料根据承载力得出试验梁的设计数据,所有梁均采用先张法,试验梁配置12号铁丝Ф2.6@100 的箍筋,梁两端各500 mm 范围内加密为Ф2.6@50,混凝土保护层厚度为25 mm。预应力钢筋采用Ф7光面消除预应力钢丝,进行张拉时张拉控制应力σcon取为0.6fptk,即σcon=0.6fptk=0.6×1 570=942 MPa,张拉过程中采取1.05σcon超张拉控制预应力松弛引起的预应力损失。四种不同混凝土、钢筋组合的部分预应力混凝土梁详见表2。

1.2 试验梁制作

本批试验梁于2016年5月在河北省石家庄市长丰构件有限公司场地内制作完成,试验梁制作基本程序:绑扎钢筋笼—在跨中及三分点处粘贴钢筋应变片—支模并张拉预应力筋—粘贴预应力筋应变片—伴制混凝土并浇筑—制备混凝土试块—蒸汽养护—拆模加自然养护。现场制作图如图3所示。

表2 试件参数

 

Table 2 Parameters of specimens

  

梁编号PLJ1PLJ2PLJ3PLJ4钢筋HPB300HPB300HRB400HRB400混凝土C40C50C40C50截面尺寸/mm180×140配筋ρ/%0.68箍筋Ф2.6铁丝预应力筋Ф7光面的消除预应力钢丝

  

图2 试件设计Fig.2 Design of experimental with beams

  

图3 现场制作梁过程Fig.3 Beams’ production process at the scene

1.3 材料性能

本批试件中共采用两种强度等级的混凝土,分别为C40、C50。所有原材料均选用均选择与原型梁近似相同的材料。在进行抗弯试验前,首先对制作梁时预留的混凝土试块以及钢筋进行测试,其结果显示如表3所示。

表3 试验材料实测值

 

Table 3 Test materials measured values

  

混凝土立方体抗压强度/MPa普通钢筋屈服强度/MPaC40C50HPB300HRB400预应力钢筋极限强度/MPa43.851.63124061603

1.4 加载方案

本试验采用三分点加载方式,在三通道电液伺服试验机上进行,在试验仪器与试验梁之间通过一个分配梁分成两个相等的力加载到试件上,如图4所示。

  

图4 试验加载图Fig.4 Test load figure

试验监测的内容包括三分点及跨中混凝土应变,以及受压区、受拉区普通钢筋和预应力钢筋应变,梁端、三分点及跨中挠度。由采集系统记录钢筋与混凝土应变以及试验梁挠度、人工记录裂缝变化情况。

加载方式初始阶段以1 kN的级差进行加载;在接近0.85倍开裂荷载计算值,采取0.5 kN的级差进行加载;试验梁出现第一条裂纹后,再改为1 kN的级差进行加载,在接近0.9倍受弯承载力设计值时以0.5 kN进行加载,加载后期以2 mm级差进行位移控制,以获得准确的极限承载力和最大挠度数据(其中开裂荷载与抗弯承载力设计值见表4)。

2 试验结果与分析

2.1 试验结果及裂缝分析

四根试验梁均为弯曲破坏,普通钢筋屈服然后混凝土被压碎。开裂前四根试验梁均在线弹性阶段,PL1、PL3在7 kN时出现第一条垂直裂缝,宽度为0.02 mm,PL2、PL4在8 kN时出现第一条垂直裂缝,宽度为0.01 mm。均出现在三分点受压处。试验梁随之进入带裂缝工作状态。随着荷载的增加,裂缝数量不断增加,已有裂缝不断扩展,且基本出现在箍筋所在位置。四根试验梁在0.6Pu以后裂缝基本出齐。随着荷载的增加,PL1、PL2、PL3、PL4分别在0.78Pu、0.75Pu、0.82Pu、0.83Pu荷载处进入屈服阶段。四根试验梁均在接近极限荷载时,荷载增长缓慢,裂缝发展较快,挠度迅速增大,最终由受压区混凝土压碎宣告试验梁破坏。

分析梁的延性与刚度有助于我们更好地了解其工作性能。

2.2 开裂荷载及受弯承载力

试验梁出现裂缝经过两个阶段:①施加外部荷载至试验梁截面处于消压状态即混凝土拉应力恰好可以抵消混凝土的有效预压力;②继续施加试验力直至试件混凝土拉应力与混凝土轴心抗拉强度标准值ftk相等,试件出现裂缝。此时所施加的荷载即为试件的开裂荷载。部分预应力混凝土梁的开裂荷载Mcr计算采用以下公式[5]:

Mcr=(σpc+γftk)W0

(5)

 

(6)

NpΙΙ=(σcon-σl)Ap

(7)

σl=σlΙ+σlΙΙ

(8)

式中,σpc为预应力混凝土中所建立的“有效预压应力”;σl5为普通钢筋由于混凝土收缩、徐变引起的应力;NpΙΙ完成全部损失后预应力筋的总预拉力;A0构件换算截面面积;Ap预应力筋截面面积;As为受拉区普通钢筋截面面积;ftk为混凝土抗拉强度标准值;γ为混凝土构件截面抵抗矩塑性影响系数;W0为换算截面受拉边缘弹性抵抗矩;σlΙ为混凝土预压前(第一批)的损失;σlΙΙ为混凝土预压前(第一批)的损失。

从上文不难看出，在进行防渗墙体修建的过程中对于各项工作都务必要做大谨慎、精密，保证操作流程按照规范的要求进行。在清楚的了解该工程实施防渗墙操作的难题时，需要加强对攻克难题所制定的工作计划检查，有效的保障防渗墙具有足够的防渗效果推动水利大坝工程的施工进度。

由荷载-跨中挠度曲线可知,提高混凝土等级可提高试验梁的开裂荷载值,钢筋等级的提高可有效增大试验梁的屈服荷载,对于部分预应力混凝土的承载力而言,预应力钢筋发挥主要作用,但普通钢筋与混凝土等级也会对其有一定的影响。对于改扩建工程中合理选择钢筋与混凝土具有实际指导意义。

表4 试验梁计算与试验结果

 

Table 4 The values from calculation and experiment

  

梁编号Fccr/kNFtcr/kNFcu/kNFtu/kNFtuFcuPL18.6719.6619.10.97PL29.4820.1919.960.99PL38.6720.4820.611.01PL49.4821.0821.441.02

注:表中上标t表示实测值,上标c表示计算值,下标cr表示开裂,下标u表示极限

“是啊，他的确……”我转头望了一下，他很安静，又异常沉着，我并不害怕他会伤害我，但最终我还是附和道，“挺吓人的。”

首先，亲子读书。定期邀请家长参与孩子的读书活动，或在班级，或在校园一角，或在孩子家庭里，或共读，或静读，或轮读，并以手抄报的形式在班级内展示交流。其次，剧目展演。孩子在读完整本书后，为孩子创办一次极有仪式感的剧目展演会，可演原著情节，可演创编故事，也可呈现交流现场，展演不拘内容，不拘形式。再次，辩之可辩。书中个性人物的表达方法，印象深刻情节的设计，浓墨重彩场景的特殊安排，作者写作意图的揣摩，等等，都是可以值得孩子思考与分析的，找到这样有价值的可辩之处，以辩论的形式引发孩子更广更深的思考，孩子在分析与辩论中的读书体会更加充分与丰富。

结果显示提高混凝土等级使承载力计算值提高2.7%,试验值提高4.5%;普通钢筋等级的提高使承载力计算值提高4.17%,试验值提高7.91%;同时提高钢筋等级与混凝土等级使承载力计算值提高7.22%,试验值提高12.25%。承载力试验值与计算值比值约为0.99,可见试验值与计算值符合较好,详见表5。

表5 承载力试验结果分析

 

Table 5 Analysis of bearing capacity test results

  

梁编号(Fcu*-Fcu1)/Fcu1(Ftu*-Ftu1)/Ftu1PL22.7%4.5%PL34.17%7.91%PL47.22%12.25%

注:表中上标t表示实测值,上标c表示计算值,下标u表示极限,下标*表示2,3,4

2.3 荷载与跨中挠度分析

“钯”在C—C键形成的偶联反应中显示出更为优异的催化性能，多种形式和价态的钯络合物已应用于催化杂环C—H键的直接官能化，然而，绝大多数钯催化反应需要各种复杂的有机膦或胺为配体以使反应在均相体系中进行，而这类配体对空气和水极不稳定，并具有高毒性和高污染性.本文成功开发了无任何配体存在下钯铜双金属共催化唑类杂环与芳基碘的直接芳基化反应，避免了高毒性和高污染性配体的使用，使催化反应更简洁，更具有开发应用价值.

  

图5 荷载-跨中挠度曲线Fig.5 The load-span deflection curve

适筋梁正截面受弯全过程分为三个阶段,受力至混凝土开裂阶段,带裂缝工作至梁屈服阶段和钢筋混凝土梁屈服至梁破坏阶段。四根试验梁在第一阶段荷载-挠度曲线基本重合,挠度不受钢筋混凝土等级的影响。继续施加荷载,挠度变化不明显,斜率基本为定值。随着荷载的增大,混凝土等级为C40的PL1、PL3试验梁先开裂,混凝土为C50的PL2、PL4试验梁后开裂,出现裂缝后,曲线的斜率逐渐变小,直至梁屈服。钢筋为HPB300的PL1、PL2试验梁先后屈服,钢筋为HRB400试验梁PL3、PL4逐渐屈服,最后试验梁均发生受压区混凝土被压碎宣告破坏。

家庭治疗作为心理治疗的一种，至今已有四十多年的历史。家庭治疗结构派大师S Minuchin在20世纪60年代开创结构式家庭治疗理论和技巧，是基于一些对家庭动力及其组织结构的假设而展开治疗的方法，它假设个人问题与家庭的动力和组织结构有着密切的关系，改变家庭动力和家庭组织结构的过程，可以改变个人及家庭。SFT的目标是改变家庭成员的交往方式，从而充分发挥家庭的功能。SFT理论的三个核心概念是家庭结构、子系统和界限。

表6 三种荷载下挠度值

 

Table 6 Deflection value under three loads

  

梁编号Fcr/kNFy/kNFu/kNfcr/mmfy/mmfu/mmPL171519.14.823.668.12PL281619.964.2324.5471.19PL371720.614.222.1862.86PL481821.443.9223.6767.47

注:下标y表示屈服,下标u表示极限,下标cr表示开裂,F表示荷载,f表示挠度

本试验中预应力混凝土梁的受弯承载力Fu计算依据相关规范公式计算[5]。开裂荷载及抗弯承载力结果见表4。

2.4 试验梁延性、刚度分析

医生根据患者的年龄、性别、生活习惯、身体状况，为患者设定预警值；当患者数据超过预警值，系统将发出警报，自动推送预警信息；系统根据需要，将患者某一时间段内某个指标的历史变化和预警值，绘制到一张图上，进行直观展示；用户可以选择时间段，查询患者的历史预警记录。

延性系数(fu/fy)[7-9]代表了试验梁相对极限变形的能力,系数越大变形能力越强,延性性能越好,试验结果见表7。

表7 试验梁延性参数

 

Table 7 The ductility parameters of experimental beams

  

梁编号fy/mmfu/mmfufyPL123.668.122.88PL224.5471.192.90PL322.1862.862.83PL423.6767.472.85

注:下标y表示屈服,下标u表示极限,f表示挠度。

由表7得出,这批试验梁均具有良好的延性性能,虽由表7中最后一列数据表明效果并不明显,相对差最大只有 2.47%,这种程度的差异甚至有可能是由于测量误差所致。由此得出:混凝土强度以及钢筋屈服强度对延性的影响并不明显。

根据应力相等,即：

荷载-挠度曲线可以反映出试验梁的受力性能,如图5所示。曲线图能明确显示四根试验梁的开裂荷载、屈服荷载以及极限荷载,三种荷载下试验梁挠度数据如表6所示。

 

(9)

其中,S属于与荷载形式以及支撑条件相关的挠度系数。

由l0=2.9 m,利用图乘法求得S=0.065 8。

 

 

(10)

 

(11)

结果显示,混凝土等级为C40的试验梁PL1,PL3在混凝土开裂前的刚度大于混凝土等级为C50的试验梁PL2,PL4,混凝土对梁的刚度的作用,随着混凝土的开裂逐渐退出工作,钢筋发挥作用的比重相对增加。如试验梁PL2,PL3曲线,前期混凝土作用较大,后期钢筋发挥作用,故两条荷载-刚度曲线有交叉。试验结果显示试验梁刚度随荷载变化的曲线分三阶段,混凝土开裂前刚度变化较小,约有10%的下降,混凝土开裂后刚度显著下降,直到普通钢筋开始屈服,试验后期试验梁的刚度随着普通钢筋的屈服加速降低如图6所示。

马勒中国与常熟国家高新技术产业开发区达成投资协议，将在常熟高新区新建一座现代化的研发中心，从而更好地贯彻马勒集团的双轨战略，即在不断优化内燃机的同时大力开发用于电动交通的创新解决方案。新研发中心预计将于2020年6月前完工。新址毗邻马勒压缩机（苏州）有限公司。该工厂刚刚在11月28日举行了二期厂房启用典礼，并同时签署了三期厂房的投资协议。完成二期扩建后，马勒压缩机工厂建筑面积从 13 000 m2 增加到 24 000 m2，年产能从100万台增加到150万台。而计划中的三期厂房将用于电动压缩机的生产，这将是压缩机工厂进入电动交通领域的重要一步。

  

图6 刚度-荷载曲线Fig.6 The stiffness-load curve

混凝土开裂前,刚度与混凝土的强度等级有关,开裂后刚度主要受钢筋的影响。这是由于混凝土开裂,钢筋与混凝土之间粘结力降低,协同工作性能降低。刚度随着试验梁的屈服迅速减小,直至试件破坏。

3 结 论

本文对提高普通钢筋(HPB300,HRB400)等级、混凝土(C40,C50)等级的四根PPC梁进行的抗弯试验研究,通过分析梁的破坏形态,极限承载力的计算值与试验值、刚度、延性等得出结论如下:

做到企业改革发展与履行社会责任高度融合，贯彻创新、协调、绿色、开放、共享五大发展理念，自愿将经济、社会和环境融入自身的日常经营和与利益相关方的互动关系中，不仅实现企业可持续发展，而且实现经济效益、社会效益和环境效益和谐统一。依托重点骨干企业，对新旧动能转换贡献大、社会责任感强、群众认可度高的企业家进行鼓励，在社会上形成良好的商业风气与营商环境。

(1) 同时提高钢筋和混凝土等级的试验梁承载力提高12.25%;只提高普通钢筋等级的试验梁承载力提高7.91%,只提高混凝土等级试验梁承载力提高4.5%。虽然同时提高钢筋混凝土等级可以有更好的承载力,但对于实际工程可能造价太大,而提高钢筋等级对承载力的提高比提高混凝土等级效果更好,所以对经常承受静力荷载作用环境时可选择只提高普通钢筋等级。

(2) 试验梁均具有良好的延性性能,试验结果表明,混凝土强度以及钢筋屈服强度对延性的影响并不明显。

(3) 试验梁刚度符合三阶段规律,混凝土开裂前刚度变化较小,混凝土开裂后刚度显著下降,直到普通钢筋开始屈服,后期试验梁的刚度随着普通钢筋的屈服加速降低。且混凝土等级提高,前期刚度增大,钢筋等级提高,后期刚度降低速率减小。

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