既有预应力宽幅空心板受力性能的破坏性试验

为了准确评估宽幅空心板构件的承载能力,以昌樟(南昌—樟树)高速公路改扩建工程为依托,对肖江大桥拆除的2片服役20年的预应力混凝土宽幅空心板进行原型试验研究。试验采用2个1 500kN千斤顶,对空心板进行分级加载直至试件破坏,分析构件的破坏模式及加载过程中挠度、应变随荷载变化的关系;基于退化分层壳元法编程考虑材料、几何非线性的有限元分析程序,并应用该程序对试验全过程进行数值模拟。结果表明:构件破坏模式为顶板混凝土压碎,跨中截面形成塑性铰的典型受弯结构破坏;加载至构件开裂时,1号、2号梁的开裂荷载分别为360、320kN,对应的实测挠度值分别为22、16 mm,加载至破坏时,1号、2号梁对应的破坏荷载分别为880、800kN,对应的实测挠度值分别为556、540mm,构件具有较好的延性性能;数值模拟计算的开裂荷载和破坏荷载分别为360、920kN,为1号梁试验值的1.00、1.05倍,为2号梁试验值的1.13、1.15倍,数值模拟计算值与试验结果吻合较好,编程的有限元程序能较好地模拟预应力钢筋混凝土空心板的破坏全过程;由试验结果及理论计算得出,1号、2号梁的活载因子λ分别为3.16、2.77,安全系数Sf分别为1.57、1.43,构件具有较好的承载力性能。