建 筑 技 术 开 发 Building Technology Development 建筑结构 Building S虹uctIlre 第45卷第 l期 2018年1月
不 锈 钢 钢 筋 混 凝 土 桥 墩 冲 击
损 伤 性 能 研 究
张 国 学 ，
(佛 山科 学技 术 学院 ，
周 洋 洋
广 东佛 山 528000)
[摘 要]采用超高落锤冲击试验系统，对 3个不同配筋率的不锈钢钢钢筋混凝土桥墩模型试件，对多次水平冲击荷载作用
下的损伤性能进行试验研究。结果表明 ：桥墩裂缝主要发生在撞击正面下部和撞击背面中部。随着冲击能量的增加，试件被撞
击正面底部裂缝发展 明显并形成主裂缝，同时试件背面根部混凝土部分被压碎。每次水平冲击后试件的超声波速均有不同程
度的下降，随着冲击能量的提高，试件损伤 因子随之增大且增大速率加快 ；随着配筋率的提高，试件损伤因子减小且减小速率
减缓。
[关键词 ]不锈钢钢筋混凝土 ；桥墩 ；冲击试验 ；损伤因子
[中图分类号 ]U443．22 [文献标志码 ]A [文章编号 ]1001—523X (2018)014)015~)2
Study on Im pact D am age Perform ance of Stainless Steel
Reinforced Concrete Piers r
Zhang Guo—xue，Zhou Yang—yang
[Abstract】In this study，in order to research the damage performance of stainless steel reinforeed concrete piers under the action
of repeated horizontal impact，an ultra—high drop hammer impact tester system was used for impact tests on 3 stainless steel reinforced
concrete bridge piers with different reinforcement ratio．In addition，ultrasonic waves were adopted for damage testing．The results show
that，pier cracks occur primarily at the bottom ofthe front and the middle ofthe back．With the improvement ofimpact energy，the from
cracks at the bottom of the specimen developed distinctively and form the main fractures with enough width while the back bottom of
the specimens were crushed．After each impact，the acoustic velocity of the specimen was decreased．With the improvement of impact
energy，the damage factor of the 3 specimens were also increased．Under the same impact energy，the damage factor of the lower
reinforcement rate specimens were lower than those ofthe specimens with higher reinforcement rate．
[Keywords]stainless steel reinforced concrete；piers；impact test；damage factor
服役期的钢筋混凝土结构不仅会因环境腐蚀、承受静荷
载等因素造成损伤，因各种动荷载造成的结构损伤也广泛存
在。冲击荷载作为一种比较复杂的动荷载，除造成结构破坏、
失效外，当能量较小时也会造成结构的损伤。因此，研究冲
击荷载作用下混凝土结构的损伤可为结构安全评估及后期加
固方案设计提供参考。
虽然 目前关于冲击荷载作用下混凝土结构损伤性能的研
究成果较多，但主要集中在普通钢筋混凝土结构，关于不锈
钢钢筋混凝土结构的损伤性能研究较少，还有待进一步研究。
不锈钢钢筋由于其优异的耐锈蚀性能，在干湿交替、海水环
境等恶劣条件下具有独特的优势，是作为腐蚀环境下可选择
的理想材料。
因此，研究冲击荷载作用下不锈钢钢筋混凝土的损伤性
能，对于沿海等腐蚀环境中可能受到冲击荷载作用的桥墩等
结构的损伤评估和加固方案的设计都有一定应用意义。本文
通过对比每次冲击试验前后试件主要损伤 区域裂缝开展、声
速、损伤因子的变化来研究多次冲击后不 同配筋率不锈钢钢
筋混凝土的损伤性能。
1 试验方案
1．1 试件参数
试验共设计3个直径340mm，高度2200mm 的圆柱体桥
墩模型试件，设计参数见表 1。不锈钢钢筋采用 $2304双相不
锈钢钢筋，箍筋采用 HPB300。
1．2 试验及测试方法
采用超高落锤冲击试验系统进行试验。试验时通过提升
收稿日期 ：2O17_10L_l7
作者简介 ：张国学 (1962一)，男，陕西渭南人，教授，主要研究方
向为不锈钢钢筋混凝土结构。
表1 试件设计参数
试件编号 纵筋 箍筋 混凝土强度等级
M1．20 10S20
M1．2OA 8S20 中8@50 C4O
M1．20B 6S20
注：s表示不锈钢钢筋($2304)。
落锤牵引小车并控制落锤高度，利用落锤 自由落体牵引小车
在水平导轨上以不同速率撞击桥墩试件。落锤质量196kg，小
车质量1 200kg。对于每个试件，分别将落锤提升到2m，4m，
6m，8m进行冲击。试件底部用高强螺栓固定，并在顶部施加
250kN的竖 向轴力。
2 试验结果与分析
2．1 裂缝描述与分析
通过控制落锤下落高度对3个试件依次施加4种不同能量
的冲击荷载。冲击高度为2m时，3个试件均处于完好状态，
即外观无肉眼可见裂缝 ；当冲击高度为4m时，试件 M1．20仍
未出现肉眼可见裂缝，而试件 M1—20A在
不锈钢钢筋混凝土桥墩冲击损伤性能研究（论文）.pdf
