基于试验数据库下钢筋混凝土桥梁板构件冲切强度破坏机理的研究
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第2章 RC桥面板冲切强度研究现状

2.1 国内外研究现状

RC桥面板现场施工方便,可用于复杂路线的路面及桥梁铺设,且具有较好的经济效益,因而在大部分桥梁中被广泛应用。随着工程实践的发展,有关RC桥面板的研究也不断涌现。

中国于20世纪五六十年代修建的大量低标准公路桥梁目前已达到或接近设计基准期。在自然侵蚀、严重超载运营和其他不可预见因素的影响下,许多桥梁的结构、性能发生了巨大的变化。即便是近些年修建的新桥,随着交通量的日益增长以及施工和管理不当,既有的部分桥梁RC桥面板存在安全隐患。但是,中国《公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)》明确规定公路桥涵结构的设计基准期为100年,这就要求桥梁必须满足够长的运营寿命。桥面板是桥梁结构的重要组成构件,关键截面应力影响线较短,每次轴重荷载会引起一次应力循环,在使用期内,桥面板会遭受数倍于主梁的荷载循环次数,目前我们依据现行规范预测的桥面板疲劳寿命,远远长于实际桥梁面板的使用期限。

国际方面,根据1981年日本学者小柳的报告小柳洽.钢筋混凝土板的冲切剪断与设计说明.日本混凝土工学,1981.8,19(8):3~13.,关于RC桥面板冲切强度的研究,始于1913年Talbot的研究。其后,以美国为首的研究者进入了大范围内的实验研究时期,并初步得出了冲切破坏的降伏线理论。ACI-ASCE联合委员会报告[2]Report of ACI-ASCE Committee 326. Shear and Diagonal Tension,Part 3-Slabs and Footing. J.of ACI.1962.3,59(3):353~396. Joint ASCE-ACI Task Committee 426. The Sheer Strength of Reinforced Concrete Members - Slab,Proceedings of ASCE.1974.8,100 (ST8):1543~1591.,及Criswell和Hawkins[19]Criswell,M.,E. and Hawkins,N.,M.. Shear Strength of Slabs;Basic Principle and Their Relation to Current Methods of Analysis,Shear in Reinforced Concrete,ACI SP-42.1974(2):641~676.等的报告总结了详细的研究内容及研究结果。其中,最具代表性的是Kinnunen和NylanderKinnuen,S. and Nylander,H.. Punching of Concrete slabs without Shear Reinforcement,Transactions of Royal Institute of Technology,Stockholm.1960.3(158).的研究成果。

同时,在日本也涌现了诸多关于RC桥面板的研究,研究者们探明了RC桥面板的破坏机理并提出了冲切强度的计算公式。作为研究对象,RC桥面板冲切强度的研究、影响因素的考察、破坏机理的探究及计算公式的提出等方面都得到了深入的研究和探讨。到目前为止,周边钢梁补强板承载力赤塚雄三,关博.周边钢补强钢筋混凝土板的屈服强度.混凝土期刊,1969.10,7(10):1~7.,板的破坏机理德光善治,石川达夫,松下博通,太田正彦. 周边钢补强钢筋混凝土板的冲切破坏的实验研究.水泥技术年报,1970(24):496~501.,轴力与弯矩作用下,柱—板结合部承载力[8]小柳洽,平沢征夫,米田俊一.关于平板冲压破坏的2、3实验及考察.水泥技术年报.1970(24):502~506. 狩野芳一,吉崎征二.关于平板构造柱、墙板结合部的实验研究.混凝土工学,1975.6,13(6):7~19.等的研究成果相继发表,特别是角田等针对影响板承载力的各因素进行广泛细致的研究。[24][25][33]角田与史雄,伊藤昭夫,藤田嘉夫.关于钢筋混凝土板冲切承载力的研究.土木学会论文报告集,1974.9(229):105~115.另外,松井着眼于板的破坏区域,基于受压区域的抗剪强度及受拉区域的抗拉强度推导出了强度计算公式。[34]前田幸雄,松井繁之.钢筋混凝土板冲切承载力评价式.土木学会论文集,1984.8,1(348):133~141.滨田也对板的冲切强度进行了探讨和评价,在国内外现有实验研究结果的基础上,得出了日本现行的混凝土标准规范、ACI Building Code中的安全系数。滨田纯夫,松尾荣治,藤冈靖.基于实验的RC冲切强度算定式的安全系数.土木学会论文集,2001.5,51(676):51~63.