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高寒地区后张PC梁孔道冻胀损伤研究

孙宝林 杨永清 黄胜前 高玉峰 余小华 李凯 杨成龙

孙宝林, 杨永清, 黄胜前, 高玉峰, 余小华, 李凯, 杨成龙. 高寒地区后张PC梁孔道冻胀损伤研究[J]. 西南交通大学学报, 2023, 58(2): 406-413. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20210004
引用本文: 孙宝林, 杨永清, 黄胜前, 高玉峰, 余小华, 李凯, 杨成龙. 高寒地区后张PC梁孔道冻胀损伤研究[J]. 西南交通大学学报, 2023, 58(2): 406-413. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20210004
SUN Baolin, YANG Yongqing, HUANG Shengqian, GAO Yufeng, YU Xiaohua, LI Kai, YANG Chenglong. Damage of Post-Tensioned PC Girders in Alpine Regions Due to Frost Heaving in Ducts[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2023, 58(2): 406-413. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20210004
Citation: SUN Baolin, YANG Yongqing, HUANG Shengqian, GAO Yufeng, YU Xiaohua, LI Kai, YANG Chenglong. Damage of Post-Tensioned PC Girders in Alpine Regions Due to Frost Heaving in Ducts[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2023, 58(2): 406-413. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20210004

高寒地区后张PC梁孔道冻胀损伤研究

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20210004
基金项目: 中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划(P2019T001)
详细信息
    作者简介:

    孙宝林(1992—),男,博士研究生,研究方向为预应力混凝土桥梁结构行为,E-mail:sunbaolinx@163.com

    通讯作者:

    杨永清(1965—),男,教授,博士,研究方向为大跨度桥梁结构行为、新建桥梁及既有桥梁结构评估,E-mail:yangyongqingx@163.com

  • 中图分类号: U441.5;U447

Damage of Post-Tensioned PC Girders in Alpine Regions Due to Frost Heaving in Ducts

  • 摘要:

    预应力孔道内压浆料浆液及自由水冻胀致使混凝土沿纵向开裂,是高寒地区后张预应力混凝土(PC)梁特有的病害,严重影响结构的安全性、适用性、耐久性. 为了明确病害特征,对冻胀受损梁体进行钻孔和解剖检测,进一步精细定量地研究冻胀效应,采用有限元软件ABAQUS建立孔道冻胀非线性模型,开展压浆料浆液冻胀行为分析和自由水冻胀参数分析,研究孔道内压浆液冻胀率和自由水体积的控制指标. 研究结果表明:高寒地区后张PC结构孔道压浆后,受冻并先后发生压浆料浆液冻胀和自由水冻胀,致使孔道周围混凝土反复受拉而沿纵向开裂;压浆料浆液的体积膨胀率宜控制在0.80%以内,最高不得超过1.73%;泌水体积比宜控制在0.04%以内,最高不得超过0.52%,由此可有效降低孔道内压浆液及自由水冻胀的风险.

     

  • 图 1  箱梁跨中截面

    Figure 1.  Cross section of mid-span of box girders

    图 2  箱梁纵向裂缝

    Figure 2.  Longitudinal cracks of box girders

    图 3  钻孔及解剖检测结果

    Figure 3.  Results of borehole and anatomical detections

    图 4  箱梁预制及养护期间环境温度记录

    Figure 4.  Records of environmental temperature during prefabrication and curing of box girders

    图 5  冻胀示意

    Figure 5.  Schematic diagram of frost heaving

    图 6  冻胀模型

    Figure 6.  Frost heave models

    图 7  混凝土塑性损伤

    Figure 7.  Concrete damaged plasticity

    图 8  压浆料浆液冻胀效应

    Figure 8.  Frost heaving effect of grouting slurry

    图 9  单元位置

    Figure 9.  Element position

    图 10  主拉应力和主拉应变

    Figure 10.  Principal tensile stress and principal tensile strain of elements

    图 11  自由水冻胀效应

    Figure 11.  Frost heaving effect of free water

    图 12  冻胀参数分析结果

    Figure 12.  Parametric analysis results of frost heaving

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出版历程
  • 收稿日期:  2021-01-07
  • 修回日期:  2021-09-20
  • 网络出版日期:  2023-01-07
  • 刊出日期:  2021-10-20

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