混凝土箱梁受环境劣化后的力学性能分析
发布时间：2021-02-13 08:18
混凝土箱梁抗扭刚度大,有良好的空间整体受力性能,且能满足连续梁结构和各施工方法的需求,在现代桥梁建设中广泛使用。在役的混凝土箱梁,因环境因素造成混凝土劣化,致使结构性能退化、使用寿命缩短的现象也常有发生。目前国内外对钢筋混凝土梁受环境劣化及劣化后的力学性能研究,主要是以实心截面混凝土梁为主,对具有空间结构的混凝土箱梁受环境劣化及劣化后的力学性能研究较少。为此,本论文进行了混凝土箱梁在不同等级荷载作用下的碳化及氯离子侵蚀研究,揭示了不同应力状态对混凝土碳化深度及氯离子扩散系数的影响规律。并以钢筋锈蚀量为依据,推导了混凝土箱梁保护层因普通钢筋锈蚀膨胀而开裂的最早时间及锈蚀钢筋预应力混凝土箱梁承载力的计算方法。本论文主要的研究结果如下:（1）利用混凝土箱梁快速碳化试验值和在役混凝土箱梁桥实测碳化值,分析了现有的几种混凝土碳化深度计算模型的差异,与实测值拟合结果表明,牛荻涛碳化模型更加精确,与实测值更为接近。在牛荻涛碳化模型中引入掺合料取代系数kF,并借助快速碳化试验,对其精确性进行了验证。通过对不同弯曲荷载作用下箱梁快速碳化试验值与各应力影响系数模型计算值的对比分析,得...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混凝土碳化过程示意图
量减少，混凝土中可吸收CO2的物质含量降低，碳化速率加快。对粉煤灰掺合料混凝土而言，碳化速率更快。（9）混凝土抗压强度对碳化速度的影响混凝土的抗压强度是衡量混凝土质量的一个综合性参数。通常情况下，混凝土强度越高，其抗碳化性能力越好。（10）荷载作用对混凝土碳化速度的影响一般认为，当压应力水平较小时，混凝土碳化速率减慢；当压应力水平较大时，混凝土碳化速率加快。当构件受拉应力作用时，混凝土碳化速率明显加快。对于混凝土箱梁，与以往分析的实心梁不同，由于其在弯曲荷载下，会出现剪力滞后效应，如图2.2所示，顶板和底板应力分布不均匀，不同应力位置处，碳化速率也不相同。且拉应力对高强度混凝土碳化深度的影响更明显。图2.2弯曲荷载下箱梁应力图（11）施工因素对混凝土碳化速度的影响一般认为，浇筑与养护质量也是混凝土碳化速率的影响因素。若混凝土浇筑不规范、振捣不密实、养护方法不当或养护时间不足，造成混凝土内部孔隙粗大，而加速混凝土的碳化和钢筋锈蚀。混凝土中水泥的水化程度与其养护方式大有关联，对于单位体积水泥熟料含量相同的混凝土，养护龄期的长短对碳化深度有较大影响，养护时间越长，水泥水化程度越高，生成的可碳化物质含量也越高，混凝土碳化速率就也越慢。养护方式
兰州交通大学工程硕士学位论文-15-2.3.1混凝土箱梁碳化模型的分析选择为了探讨适用于实际混凝土箱梁的碳化深度预测模型，本节以箱梁碳化试验及工程碳化实例为背景，对各碳化深度预测模型进行验证。在各计算模型中，有的是基于快速碳化试验而建立，碳化时间以“d”为单位；而有的是根据碳化试验及工程检测而得出的，碳化时间以“a”为单位，在碳化深度预测模型比较验证时，需要进行混凝土自然碳化时间和快速碳化时间之间的换算。混凝土的碳化深度与其周围介质中CO2浓度与碳化时间乘积的平方根成正比，已经获得国内外认可，即x=Ct。在水泥品种和用量、水灰比、温度、相对湿度等因素确定的条件下，为定值，故：111221xCtxCt=（2.21）式中，12C、C为各碳化时间对应的2CO浓度，%。一般大气环境下室外CO2浓度为0.03%，则在快速碳化试验中，CO2浓度为10%和20%时分别对应的换算关系如下表2.2所示。表2.2快速碳化与自然碳化时间换算表碳化环境10%CO2浓度20%CO2浓度快速碳化时间（d）71428607142860自然碳化时间（a）6.412.825.654.812.825.651.1109.6同时对于同一混凝土结构物，在碳化环境没有较大改变时，也可利用短期实际检测混凝土碳化深度预测该结构物长期的混凝土碳化深度，其表达式为2121x=xt/t（2.22）为了更明确地比较分析各碳化模型对混凝土箱梁的适用性，现以课题组[45]无弯曲荷载作用下混凝土箱梁的快速碳化试验数据为依据，分析无荷载作用下混凝土箱梁的规律。试验箱梁尺寸及各类测点布置的具体情况如下图2.3所示图2.3试验箱梁尺寸及测点布置图2.3混凝土箱梁碳化深度预测模型分析验证
本文编号：3032234
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混凝土碳化过程示意图
量减少，混凝土中可吸收CO2的物质含量降低，碳化速率加快。对粉煤灰掺合料混凝土而言，碳化速率更快。（9）混凝土抗压强度对碳化速度的影响混凝土的抗压强度是衡量混凝土质量的一个综合性参数。通常情况下，混凝土强度越高，其抗碳化性能力越好。（10）荷载作用对混凝土碳化速度的影响一般认为，当压应力水平较小时，混凝土碳化速率减慢；当压应力水平较大时，混凝土碳化速率加快。当构件受拉应力作用时，混凝土碳化速率明显加快。对于混凝土箱梁，与以往分析的实心梁不同，由于其在弯曲荷载下，会出现剪力滞后效应，如图2.2所示，顶板和底板应力分布不均匀，不同应力位置处，碳化速率也不相同。且拉应力对高强度混凝土碳化深度的影响更明显。图2.2弯曲荷载下箱梁应力图（11）施工因素对混凝土碳化速度的影响一般认为，浇筑与养护质量也是混凝土碳化速率的影响因素。若混凝土浇筑不规范、振捣不密实、养护方法不当或养护时间不足，造成混凝土内部孔隙粗大，而加速混凝土的碳化和钢筋锈蚀。混凝土中水泥的水化程度与其养护方式大有关联，对于单位体积水泥熟料含量相同的混凝土，养护龄期的长短对碳化深度有较大影响，养护时间越长，水泥水化程度越高，生成的可碳化物质含量也越高，混凝土碳化速率就也越慢。养护方式
兰州交通大学工程硕士学位论文-15-2.3.1混凝土箱梁碳化模型的分析选择为了探讨适用于实际混凝土箱梁的碳化深度预测模型，本节以箱梁碳化试验及工程碳化实例为背景，对各碳化深度预测模型进行验证。在各计算模型中，有的是基于快速碳化试验而建立，碳化时间以“d”为单位；而有的是根据碳化试验及工程检测而得出的，碳化时间以“a”为单位，在碳化深度预测模型比较验证时，需要进行混凝土自然碳化时间和快速碳化时间之间的换算。混凝土的碳化深度与其周围介质中CO2浓度与碳化时间乘积的平方根成正比，已经获得国内外认可，即x=Ct。在水泥品种和用量、水灰比、温度、相对湿度等因素确定的条件下，为定值，故：111221xCtxCt=（2.21）式中，12C、C为各碳化时间对应的2CO浓度，%。一般大气环境下室外CO2浓度为0.03%，则在快速碳化试验中，CO2浓度为10%和20%时分别对应的换算关系如下表2.2所示。表2.2快速碳化与自然碳化时间换算表碳化环境10%CO2浓度20%CO2浓度快速碳化时间（d）71428607142860自然碳化时间（a）6.412.825.654.812.825.651.1109.6同时对于同一混凝土结构物，在碳化环境没有较大改变时，也可利用短期实际检测混凝土碳化深度预测该结构物长期的混凝土碳化深度，其表达式为2121x=xt/t（2.22）为了更明确地比较分析各碳化模型对混凝土箱梁的适用性，现以课题组[45]无弯曲荷载作用下混凝土箱梁的快速碳化试验数据为依据，分析无荷载作用下混凝土箱梁的规律。试验箱梁尺寸及各类测点布置的具体情况如下图2.3所示图2.3试验箱梁尺寸及测点布置图2.3混凝土箱梁碳化深度预测模型分析验证
本文编号：3032234
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