装配式钢-高性能水泥基复合材料组合连续梁研究

发布时间：2020-08-05 09:41

【摘要】：近年来我国正大力发展新型装配式组合梁结构,装配式组合梁结构在桥梁工程领域有着巨大的发展空间。相比于传统的装配式结构,装配式组合梁结构除了能有效地避免了下缘混凝土开裂、降低梁高、加快工程建设速度之外,还能产生巨大的生态效益价值。但是面对连续梁的受力特点,无论是传统的装配式结构还是组合梁结构都不可避免地面临支点处负弯矩引起的混凝土顶板上缘开裂问题,从而引起了一系列病害问题,降低了结构使用寿命,增加了后期养护和检测费用。本文针对装配式组合连续梁结构的特点,开展了材料和梁体试验研究与分析。主要工作和研究内容如下:(1)为贴合工程实际,在标准养护的条件下制备出了立方体抗压强度达115.92MPa、立方体劈裂抗拉强度达18.68MPa的高性能水泥基复合材料。对材料进行各项力学性能试验并研究钢纤维掺量对材料强度的影响规律,得到钢纤维最优掺量并提出不同钢纤维掺量对材料抗压和抗拉强度的拟合公式。(2)通过对高性能水泥基复合材料电镜扫描得到其微观成像,对其进行定量的微观参数分析,研究得到影响材料宏观力学强度的微观因素。(3)对相同高度不同直径共6组栓钉进行抗推试验研究,得到不同直径的栓钉与高性能水泥基复合材料的荷载与相对滑移量之间的关系。将现场试验得到的栓钉抗剪承载能力与我国规范值进行对比,得到实际值与理论规范值之间的误差。(4)进行不配钢筋的装配式组合连续梁破坏试验,观察预制段和现浇段的连接情况和结构破坏发展形态,测量结构破坏荷载、相应位置的挠度和应变情况。(5)利用有限元软件ANSYS对试验梁结构进行建模和计算。将数值分析的结果与现场试验结果进行比对分析,验证ANSYS计算结果的准确性和合理性。
【学位授予单位】：吉林建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U441;U444
【图文】：

装配式,空心板梁,病害

a）桥面板裂缝 b）底部裂缝图 1-1 装配式空心板梁桥病害Fig.1-1 Bridge disease of fabricated hollow beam新型装配式钢混组合梁的出现较好地解决了上述问题。与我国广泛存在的常规钢筋混凝土梁桥相比，它不仅实现桥梁的快速施工，其横向整体预制的桥面板构造还有助于克服常规装配式钢筋混凝土梁桥横向整体性差的问题。同时，以钢作为主梁的结构形式避免了下缘混凝土的开裂，从而大大减轻了桥梁因混凝土材料受拉而产生的病害，降低了后续维护成本，提高了组合梁桥结构的使用寿命。不仅如此，预制装配式钢混组合梁为施工标准化、保证施工质量、缩短工期提供了有力支撑，尤其是当跨线桥需要阻断交通时，装配式组合梁是最佳选择。缩短阻隔交通的时间对经济正处于高速发展的中国来说是极为重要的，预制钢混组合梁结构这种结构形式也必将成为未来桥梁发展的主要方向。除此之外，钢材作为一种绿色建材，建筑垃圾少，对生态环境的影响小，大面积使用将产生巨大的生

人行桥

图 1-2 Sherbrooke 人行桥Fig.1-2 Pictures of Sherbrooke footbridge01 年间，世界上第一座 UHPC 公路桥在法国落地完，且除了横向接缝以外也没有设置横向钢筋，这是领域实现部分取代钢筋功能的工程实例。地将 UHPC 的优异性能运用到实际工程当中。湘西，UHPC 在地上锚固段作为粘结介质锚固 CFCC（高的强度和出色的耐久性，有效地解决了地貌体系中致钢筋锈蚀的问题，极大地保障了结构的安全性。到新型地锚体系中后，大桥各项性能指标反应良好UHPC 材料凭其优异性能逐步受到了国内外工程师之外，其出色的抗压强度，部分取代配筋的特点更是国内外对于加入不同种类、不同纤维掺量的 UHPC

样图,钢纤维,图片

a) 钢纤维拆袋 b) 钢纤维示样图 2-1 钢纤维图片Fig.2-1 Pictures of steel fiber制备及养护比设计及依据钢纤维的条件下，笔者与所在课题组，以胶凝材料总量、水泥掺掺量、水胶比、矿物掺和料种类为基本因素，做了近半年的前期了以下几个结论，为后续配合比的制定提供了依据和参考。结论如水泥用量的越多，材料的早期强度（3 天强度）越高。但是，当00kg/m3时，试件普遍出现了 7 天抗压强度反而比 3 天抗压强度增长”趋势。这是因为高水泥用量产生了较高的水化热，立方体试

【参考文献】