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第 15卷 J山ourna东lofSh工andon程gIns学tituteo院fTec学hnolo报gy .15.No.2
2001年 6月 Jun./2001
钢筋混凝土构件应力状态的光弹贴片法监测
宋 淑 慧
济南交通高等专科学校 ,山东济南 250023
摘要 用光弹贴片法对钢筋混凝土三点弯曲梁的受力过程进行试验研究的结果表 明:光
弹贴片法是监控钢筋混凝土结构应力状态及开裂、裂纹扩展的有效手段 。
关键词 光弹法 ,钢筋混凝土 ,应力状态
中图分类号:TU378 文献标识码:A
前 言
钢筋混凝土、预应力混凝土在工程中使用很普遍,特别是大型、特大型桥梁工程 ,结构受力 比较复杂,
诸如施工应力、水化热应力、收缩应力、结构约束应力等,这些应力状态及应力转换在整个混凝土结构施工
过程中,反映是比较复杂的。工程中对这些应力大都采用 电测法来进行监测。由于电测法本身的局限性 ,
特别是应变片的灵敏系数、导线电阻、大气的温度与湿度 ,结构平面的平整度,应变片的粘接工艺以及设备
本身的精度和稳定性等多方面的影响,很难清楚准确地反映结构的受力状态,特别是结构复杂区域的受力
状态就更难进行测试 。
光弹法具有使用方便 、应力状态直观、数据准确、不受结构材料特性和几何尺寸限制等特点,而被广泛
应用于机械、航天、造船、建筑、国防工业等大量复杂应力分析的问题 ,对于混凝土桥梁结构的应力分析,目
前使用光弹法的还很少 由于混凝土是非均质复台材料,加之结构 中还布置有各种不同形式的钢筋 、钢条
等 。因此,混凝土本身是各向异性的 由于混凝土结构形式的不同,其 内部的应力分布是 比较复杂的。在
实际工程中由于材料本身、施工程序等多种因素影响,经常发生意想不到的破坏。因而需要有良好的监控
手段对混凝土结构施工过程中和使用过程中对结构进行监测和定性定量分析。为此,本文将就光弹法在桥
梁结构应力分析中的应用进行试验研究
1 钢筋混凝土梁光弹贴片的试验研究 ,
1.1 试验设计
1.1.1 混凝土试验梁
为了便于分析和计算 ,特采用典型桥梁结构形式,即采用简支矩形梁进行光弹贴片分析。为此制做了
共 四根钢筋混凝土梁 ,混凝土设计标号为 30#,梁内上缘布置 8钢筋两根 ,下缘 内布置 8钢筋 3根,设
计荷载为 30KN。
1.1.2 试验梁贴片
为了便于光弹仪测读数据 .将加工好 的聚碳酸脂光弹贴片粘于试验粱的中部立面上,并在光弹贴片下
方,即梁跨中底面粘贴了电阻应变片
1.1.3 试验荷载
为了测取较全的数据 ,荷载采取分级加载法 加载通过置于试验梁跨 中上部的千斤顶 、应力环、反力杆
日 :2001…04 l7
作者简介 :宋般慧 (1965 ),女c祝旌)山东章丘人 ,济南交通高等专科学校教师 ,从事力学实验工作
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62 山 东 工 程 学 院 学 报
实施
1.1.4 试验设备
通过WZD409l型大型光测弹性仪 ,WZFg0型反射式光弹仪测读光弹贴片的等色线条纹级数和等倾
线值;由YJ—l6静态 电阻应变仪测读试验梁混凝土应变值;由照相机拍摄等色线、等倾线条纹圉;由钢丝
挠度计测读试验梁跨中挠度值;由微机处理系统处理测试数据和图象。
1.2 混凝土梁贴片试验结果分析
通过对四根钢筋混凝土粱粘贴聚碳酸脂光弹贴片和电阻应变片进行对比平行试验。混凝土梁下缘边
界承受拉伸变形最大。因此,着重分析混凝土梁下缘边界的应力状态。
1.2.1 光弹条纹圉分析
由等色线条纹 图可以看出,当混凝土梁在荷载大于2KN作用下时,贴片下缘反映出较 明显的整数级
等色线条纹。随着荷载的增加,等色线的条纹级数亦随之增加,等色线条纹图均呈火焰状 ,此现象有别于有
机玻璃光弹贴片所拍摄下来的等色
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