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裝配式鋼-高性能水泥基復(fù)合材料組合連續(xù)梁研究

發(fā)布時間:2020-08-05 09:41
【摘要】:近年來我國正大力發(fā)展新型裝配式組合梁結(jié)構(gòu),裝配式組合梁結(jié)構(gòu)在橋梁工程領(lǐng)域有著巨大的發(fā)展空間。相比于傳統(tǒng)的裝配式結(jié)構(gòu),裝配式組合梁結(jié)構(gòu)除了能有效地避免了下緣混凝土開裂、降低梁高、加快工程建設(shè)速度之外,還能產(chǎn)生巨大的生態(tài)效益價值。但是面對連續(xù)梁的受力特點,無論是傳統(tǒng)的裝配式結(jié)構(gòu)還是組合梁結(jié)構(gòu)都不可避免地面臨支點處負彎矩引起的混凝土頂板上緣開裂問題,從而引起了一系列病害問題,降低了結(jié)構(gòu)使用壽命,增加了后期養(yǎng)護和檢測費用。本文針對裝配式組合連續(xù)梁結(jié)構(gòu)的特點,開展了材料和梁體試驗研究與分析。主要工作和研究內(nèi)容如下:(1)為貼合工程實際,在標準養(yǎng)護的條件下制備出了立方體抗壓強度達115.92MPa、立方體劈裂抗拉強度達18.68MPa的高性能水泥基復(fù)合材料。對材料進行各項力學(xué)性能試驗并研究鋼纖維摻量對材料強度的影響規(guī)律,得到鋼纖維最優(yōu)摻量并提出不同鋼纖維摻量對材料抗壓和抗拉強度的擬合公式。(2)通過對高性能水泥基復(fù)合材料電鏡掃描得到其微觀成像,對其進行定量的微觀參數(shù)分析,研究得到影響材料宏觀力學(xué)強度的微觀因素。(3)對相同高度不同直徑共6組栓釘進行抗推試驗研究,得到不同直徑的栓釘與高性能水泥基復(fù)合材料的荷載與相對滑移量之間的關(guān)系。將現(xiàn)場試驗得到的栓釘抗剪承載能力與我國規(guī)范值進行對比,得到實際值與理論規(guī)范值之間的誤差。(4)進行不配鋼筋的裝配式組合連續(xù)梁破壞試驗,觀察預(yù)制段和現(xiàn)澆段的連接情況和結(jié)構(gòu)破壞發(fā)展形態(tài),測量結(jié)構(gòu)破壞荷載、相應(yīng)位置的撓度和應(yīng)變情況。(5)利用有限元軟件ANSYS對試驗梁結(jié)構(gòu)進行建模和計算。將數(shù)值分析的結(jié)果與現(xiàn)場試驗結(jié)果進行比對分析,驗證ANSYS計算結(jié)果的準確性和合理性。
【學(xué)位授予單位】:吉林建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2019
【分類號】:U441;U444
【圖文】:

裝配式,空心板梁,病害


a)橋面板裂縫 b)底部裂縫圖 1-1 裝配式空心板梁橋病害Fig.1-1 Bridge disease of fabricated hollow beam新型裝配式鋼混組合梁的出現(xiàn)較好地解決了上述問題。與我國廣泛存在的常規(guī)鋼筋混凝土梁橋相比,它不僅實現(xiàn)橋梁的快速施工,其橫向整體預(yù)制的橋面板構(gòu)造還有助于克服常規(guī)裝配式鋼筋混凝土梁橋橫向整體性差的問題。同時,以鋼作為主梁的結(jié)構(gòu)形式避免了下緣混凝土的開裂,從而大大減輕了橋梁因混凝土材料受拉而產(chǎn)生的病害,降低了后續(xù)維護成本,提高了組合梁橋結(jié)構(gòu)的使用壽命。不僅如此,預(yù)制裝配式鋼混組合梁為施工標準化、保證施工質(zhì)量、縮短工期提供了有力支撐,尤其是當(dāng)跨線橋需要阻斷交通時,裝配式組合梁是最佳選擇?s短阻隔交通的時間對經(jīng)濟正處于高速發(fā)展的中國來說是極為重要的,預(yù)制鋼混組合梁結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)形式也必將成為未來橋梁發(fā)展的主要方向。除此之外,鋼材作為一種綠色建材,建筑垃圾少,對生態(tài)環(huán)境的影響小,大面積使用將產(chǎn)生巨大的生

人行橋


圖 1-2 Sherbrooke 人行橋Fig.1-2 Pictures of Sherbrooke footbridge01 年間,世界上第一座 UHPC 公路橋在法國落地完,且除了橫向接縫以外也沒有設(shè)置橫向鋼筋,這是領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)部分取代鋼筋功能的工程實例。地將 UHPC 的優(yōu)異性能運用到實際工程當(dāng)中。湘西,UHPC 在地上錨固段作為粘結(jié)介質(zhì)錨固 CFCC(高的強度和出色的耐久性,有效地解決了地貌體系中致鋼筋銹蝕的問題,極大地保障了結(jié)構(gòu)的安全性。到新型地錨體系中后,大橋各項性能指標反應(yīng)良好UHPC 材料憑其優(yōu)異性能逐步受到了國內(nèi)外工程師之外,其出色的抗壓強度,部分取代配筋的特點更是國內(nèi)外對于加入不同種類、不同纖維摻量的 UHPC

樣圖,鋼纖維,圖片


a) 鋼纖維拆袋 b) 鋼纖維示樣圖 2-1 鋼纖維圖片F(xiàn)ig.2-1 Pictures of steel fiber制備及養(yǎng)護比設(shè)計及依據(jù)鋼纖維的條件下,筆者與所在課題組,以膠凝材料總量、水泥摻摻量、水膠比、礦物摻和料種類為基本因素,做了近半年的前期了以下幾個結(jié)論,為后續(xù)配合比的制定提供了依據(jù)和參考。結(jié)論如水泥用量的越多,材料的早期強度(3 天強度)越高。但是,當(dāng)00kg/m3時,試件普遍出現(xiàn)了 7 天抗壓強度反而比 3 天抗壓強度增長”趨勢。這是因為高水泥用量產(chǎn)生了較高的水化熱,立方體試

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前9條

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