[发明专利]一种构件级多应力段同时测量的徐变试件及其试验方法

说明书

本发明提供了一种构件级多应力段同时测量的徐变试件，包括依次“串联”的多级试件段，每级试件段长度相同但横截面积不同，多级试件段两端为锚固张拉段，体外预应力钢束锚固在所述张拉段上；定义混凝土截面的压应力设计值和抗压强度标准值的比值作为应力比，选取待测结构不同受力状态/位置的多个应力比设计每级试件段的横截面积和体外预应力钢束的张拉荷载。本申请的徐变试件能够进行真实环境下的高性能混凝土早期时变性能试验方法，更贴近桥梁真实现场环境，混凝土试件的材料、应力比与受荷龄期均根据实际桥梁设计，构件级别更准确，试验的内部与外部因素都极大程度地靠近真实桥梁建设过程，可获取更加接近实际的混凝土早期时变性能数据。

技术领域

本发明涉及桥梁工程领域，适用于桥梁混凝土的时变性能评估，特别涉及一种构件级多应力段同时测量的徐变试件，及基于特定、真实的桥梁建设现场环境的混凝土早期时变性能测量方法。

背景技术

桥梁结构的长期应变主要由混凝土徐变和收缩共同引起，而徐变应变和收缩应变是长期应变的主要组成部分。徐变是混凝土材料本身所固有的时变特性，它是指在持续荷载作用下，混凝土的应变随时间增长的现象，收缩是指在混凝土凝结初期或硬化过程中出现的体积缩小现象。根据现有的研究成果，混凝土在早期的收缩徐变较为明显。在预应力混凝土桥梁结构构件的设计施工中，时效分析是具有不确定性且难以全面考虑的部分，而混凝土收缩徐变的测试研究对桥梁结构的安全性、耐久性等都有不可忽视的作用。随着结构分析和施工技术的不断提高，对桥梁结构进行时效性分析也提出了更高的要求。

对于传统的混凝土徐变测试方法，规范中采用标准受压徐变试验，要求在恒温恒湿的标准徐变试验室完成，然而真实条件下的收缩、徐变受温度、湿度等环境因素的影响非常明显，故处于现场环境中的混凝土与室内试验的混凝土性能存在明显的差异，更重要的是，标准受压徐变试验的试块为恒定尺寸的立方体试块，与实际桥梁结构的构造相去甚远，并且由于是标准试验，压力与实际桥梁结构也没有任何关联。此外，由于各地桥梁所处的环境参数不同，用于浇筑桥梁的高性能混凝土结构在不同环境因素作用下的性能也有显著差别。此时根据标准试验获得的结果就不尽能代表实际桥梁建造运营期间的混凝土收缩徐变规律，因此，本发明有必要提供一种更接近实际、对大桥建设更具参考价值的高性能混凝土早期时变性能试验方法。

发明内容

为了解决现有技术方法的局限性，本发明提供一种构件级多应力段同时测量的徐变试件及其试验方法，特别是一种真实环境下的高性能混凝土早期时变性能试验方法，在特定桥址的真实自然环境下进行，混凝土试件的材料、应力比与受荷龄期均根据实际桥梁设计，构件级别更准确。试验的内部与外部因素都极大程度地靠近真实桥梁建设过程，以获取更加接近实际的混凝土早期时变性能。

一种构件级多应力段同时测量的徐变试件，包括：

依次“串联”的多级试件段，每级试件段长度相同但横截面积不同，多级试件段两端为锚固张拉段，体外预应力钢束锚固在所述张拉段上；

定义混凝土截面的压应力设计值和抗压强度标准值的比值作为应力比，选取待测结构不同受力状态/位置的多个应力比设计每级试件段的横截面积和体外预应力钢束的张拉荷载。

进一步地，体外预应力钢束的张拉荷载设计为使得所述徐变试件的最小截面的压应力达到轴心抗压强度标准值的45％。

进一步地，所述徐变试件每级试件段仅做构造配筋，并且每级试件段的钢筋均伸入下一级适当长度，以保证试件段间的传力。

进一步地，所述徐变试件包括三或四级试件段，每级试件段长150cm。

进一步地，还包括：分别设置在所述徐变试件的每级试件段跨中的混凝土应变计和设置在张拉位置处的锚下压力传感器。

进一步地，所述体外预应力钢束有4根，所述徐变试件纵向配置的主筋，的箍筋。

另一方面，本申请还保护一种前述之一所述的徐变试件的真实环境下的高性能混凝土早期时变性能试验方法，包括如下步骤：