混杂纤维混凝土疲劳试验研究.pdf

冰世男
2010年第31卷第6期
混杂纤维混凝士疲劳试验研究
方和江,李新
武汉市黄陂区公路管理局,武汉430300)
摘要:高强混杂纤增强混凝土作为先筒支后续桥樂的接材朴具备有很大的倪势。通过进行泥杂纤维混
凝土和混凝土疲劳试验的试验研究,定量的分析混杂纤维泥凝土在カ学性能方西的优势,从而改善接缝处的受力
性能,提高桥梁时久性。
关键词:混凝土;混杂维增强混凝土;疲劳试验
Fatigue Test Study on Hybrid Fiber Concrete
FANG He-jiang, LI Xin
Highway Administration Bureau of Huangpi District of Wuhan, Wuhan 40300, China
Abstract: High-strength hybrid fiber reinforced concrete as seam mater als of first simply-supported then oontinuous
bridge has big advantage. By conducting hyrid fiber reinfored concrete and concrete fatigue test study, quantitative analy-
ing concrete with hybrid fibers in mechanical performance advantage, thereby better juncture bearing performance and im-
prove bridge durability
Key words: concrete; hybrid fiber reinforced concrete; fatigue test
1疲劳试验
本次试验的试件分为素混凝土和钢-聚丙烯混
杂纤维混凝士[362种类型,每种类型的试件分别在
1.1试验依据
3个应力水平(0.850.8、0.75)进行疲劳试验,详细
本论文试验依据《纤维混凝土结构技术规程》分组情况见表1。
(CECS38:2004)、《钢纤维混凝土试验方法》
表1素混凝土分组
(CECS13:89)《公路工程水泥及水泥混凝土试验规
应力水平
程》(302005)及《公路水泥混凝土路面设计规范》
试件数量
0.8
0.75
(JTGE402002)等现行法规规范进行试验研究12?。
弯曲疲劳试验的试件,在标准条件下养护28d后进
素混凝士
行试验。疲劳试验的荷载循环特征值按现行有关路
混杂纤继混凝土
面设计规范的规定取为p=0.1,频率根据应力比的1.3弯曲疲劳试验过程
大小来选择,如应力水平大于等于0.8取5~7Hz
整个试验采用英国 Instron公司生产的电液伺
应力水平小于0.8取10~20Hz
服万能疲劳试验机( Instron Model1341),按3分点
1.2试件分组
加荷,试验加载图如图1所示。
试件尺寸:100mm×100mm×400mm;试验材1.3.1静载试验
料、纤维材料物理力学特性、试件的制备、混凝土的
在做疲劳断裂试验前用静载试验确定试件的最
配合比与弯拉强度试验的试件相同。
大抗折强度,静载试验加载方式及速率采用数控方
万方数据
2010年第31卷第6期
P/2
P/2
次,稳定后即可进行疲劳试验即按正弦波形式对试
件施加荷载进行交变试验。
循环荷载作用下的动态应变采用动态应变仪
P/2
自动采集。
8)在循环荷载作用下试件不能再继续承受荷载
时停止试验。
试验结果及分析
图1试验梁示意图
素混凝土和混杂纤维混凝土的疲劳试验结果如
式,加载点位移由试验机自带的位移计测量,测量范表2、表3所示。
围为0~10mm所有数据在微机中显示保存。静载
表2素混凝土疲劳试验结果
试验方法为:向微机输入试件加载荷载的单位时间
0.85,5Hz
0.8,5Hz
0.75,10Hz
变化量,测定荷载一加载点位移曲线。毎种试件做
3~6个试件的静载试验,记录下破坏时的最大荷载
编号次数
编号次数
编号次数
P及抗折强度=M/W=PL/bh2。试件断裂位
A-11757
A-61087
A-19520
置必须在试件跨中100mm范围内,否则该试件所
A-125053
A-77788
A-216245
得数据不予采用。
A-1311386A-827817A-354846
1.3.2动载试验
A-1429174A-942925A-4186502
用砂布清理试件底部跨中100mm试件表面
A-1546036A-1066322A-5200114
用丙酮清洗,然后用502将应变片贴在小梁底部,根
据平均弯拉荷载和应力水平确定Pmx、Pmin,将循环
表3混杂纤维混凝土疲劳试验结果
荷载作用于试件上,在试验过程中,用应变动态采集
0.85,5Hz
0.8,5Hz
0.75,10Hz
仪全程采集试件底部动应变,试件在Pm。x及Pmn下
的疲劳寿命由 Instron1341自带的数据采集系统自
编号次数
编号次数
编号次数
动釆集并保存于微机内。
B-123873B-67740B
40237
试验分别在0.85,0.8,0.75三个应力水平下进B-1312360B-787624B-2288117
行疲劳试验,毎个应力水平下加载3~6根试件。循B-1462871B-8203458B-3942813
环荷载施加于试件跨中三分点位置。
B-1589465B-9286387B-41028631
1.3.3测试步骤
B-16174762B-10518632B-51276856
1)试验前一天取出试件,晾干表面,擦净后检查
外观,不得有明显缺损,在跨中13受拉区内不得有
B-11794435
直径大于7mm、深度大于2mm的表面孔洞,标定
加载点和支撑点的位置。
试验测得的e-N曲线:本次应变是用动态应变
2)在试件纯弯曲段的受拉区底面中部平行布置仪全程采集,应变片的连接如图2所示。然后根据
应变片,用以监测受拉区混凝土应变的发展。
时间对应关系描绘出eN曲线,如图3、图4所示。
3)取试件成型时的侧面作为承荷面,安放在支
座上,检査支座及压头位置,校准加载点和支撑点的
位置,另外还要联合伺服试验机的使用方法进行。
4)试件放稳对中后开动试验机,当压头与试件
接近时,调整压头和支座,使接触均衡。若压头及支
座不能前后倾斜,各接触不良处应予垫平。
5)对试件连续、均匀加荷。若试件在受拉面跨
度三分点以外断裂,则此试验结果无效。
图2应变片连接图
6)在施加循环荷载前应先对试件进行预加荷
分析图3、图4可知,在循环荷载的作用下,素
载,使仪表工作正常,同时消除因接触不良造成的误混凝土和混杂纤维混凝土应变随循环次数的变化
差。然后将荷载加