合江长江一桥拱肋C60高性能管内混凝土配合比设计

合江长江一桥为主跨530 m的中承式钢管混凝土桁架拱桥,拱肋管内混凝土设计为C60高性能自密实微膨胀混凝土,采用真空辅助泵送法施工.根据自密实混凝土配合比设计的方法和原理,通过对不同水灰比、含砂率以及不同粉煤灰、膨胀剂用量的配合比进行试验研究,配制出了符合工程需求的施工配合比.在合江长江一桥的实际工程应用中证明,拱肋钢管内的混凝土工作性能良好,强度达到要求,混凝土与钢管接触紧密,能全面满足实际工程的要求.     

芷江舞水大桥C50钢管微膨胀混凝土配合比设计

结合芷江县舞水大桥钢管混凝土工程,通过对混凝土强度,工作性能和膨胀率等影响因素综合设计,控制钢管混凝土含气量,制备出C50自密实微膨胀钢管核心混凝土,结果表明:自密实微膨胀钢管核心混凝土的工作性能、黏聚性、匀质性均良好,3 d抗压强度达到43 MPa,28 d钢管密闭条件下膨胀率大于2.1×10-4,28 d弹性模量≥3.8×104MPa,满足了设计施工要求,有效地解决钢管混凝土普遍存在的脱黏现象。     

基于HCSA的膨胀混凝土制备及其在微膨胀自密实钢管柱混凝土的应用研究

钢管柱混凝土与普通混凝土墩柱相比较而言,钢管对混凝土的环向约束作用以及钢管和混凝土材料共同受力,能够显著提高结构力学性能,在大跨度桥梁和超高层结构中得到很好应用。对于钢管柱混凝土,如何提高柱内混凝土密实度,增大有效截面面积是钢管柱混凝土浇筑的关键问题。从自密实钢管混凝土膨胀剂的角度出发,研究了不同HCSA掺量下C50微膨胀自密实钢管混凝土的抗压特性和收缩特性,认为当HCSA掺量为8%时,钢管混凝土抗压性能提高最大,且混凝土收缩也接近最小。在某桥梁工程实际应用中检验了HCSA微膨胀剂的膨胀作用,工程应用达到预期效果。     

超高性能混凝土的收缩特性试验研究

为了研究超高性能混凝土的收缩特性以及膨胀剂对超高性能混凝土收缩的影响,在实验室制备了未掺膨胀剂和掺膨胀剂2种超高性能混凝土,依据相关规范进行力学性能、自收缩和干燥收缩性能试验,分析2种超高性能混凝土自收缩和干燥收缩的变化规律。试验结果表明:2种混凝土都具有超高的工作性能和力学性能;超高性能混凝土早期自收缩发展迅猛,自初凝时间起的20h内自收缩发展较快,20h后自收缩增长变缓,掺加膨胀剂后自收缩变化趋势相同,但自收缩减小;超高性能混凝土长龄期干燥收缩能较快趋于稳定,且在数值上远小于自收缩,90d的干燥收缩仅为3d自收缩的14.3%,膨胀剂对干燥收缩有不利影响。     

自密实混凝土的收缩性能研究

为研究不同复合膨胀剂掺量对自密实混凝土收缩性能的影响，通过优化配合比，获得两种不同复合膨胀剂掺量的自密实混凝土，并以普通混凝土为基准，分别将其拌和物工作性、限制膨胀率、抗压强度、早龄期自收缩性能和体积稳定性进行对比分析。研究结果表明:复合膨胀剂能有效改善拌和物离析性能；基准混凝土成型后均表现为收缩状态，而自密实混凝土的体积先微膨胀后自收缩，且收缩变化并不明显；干燥失水条件下，基准混凝土随着龄期的增加，体积稳定性一直呈收缩变化，而自密实混凝土的体积收缩率呈先涨后缩变化，及时、充分对自密实混凝土进行保湿养护，     

脱黏对桁架式钢管混凝土拱桥受力性能的影响

采用平面应变理论推导了轴向压力、温度荷载、收缩应变作用下钢管和核心混凝土界面拉应力的计算公式;提出了钢管混凝土拱桥完全脱黏的计算模型,分析了脱黏对桁架式钢管混凝土拱桥内力、刚度和面内极限承载力的影响;提出了采用内法兰构造在有限点限制钢管与核心混凝土相对滑移的脱黏对策,并以茅草街大桥实测数据对内法兰构造的有效性进行了验证。结果表明:脱黏使桁架式钢管混凝土拱桥钢管内力增大,结构刚度降低,面内极限承载力下降;在有限点设置内法兰构造使得脱黏之后桁架式钢管混凝土拱桥的受力性能与黏结良好时比较接近。     

施工阶段钢管混凝土拱肋脱黏、脱空防治

对施工阶段钢管混凝土拱肋脱黏、脱空现象进行总结和成因分析;介绍施工现场长度50m、管径700mm拱段的大型对比模型试验情况,试验说明钢管混凝土灌注阶段的工艺是造成脱黏和脱空的一个重要因素,真空辅助方法可以显著提高灌注质量;总结钢管混凝土拱肋脱黏和脱空的预防和治理措施;最终将上述研究成果应用到世界最大跨径钢管混凝土拱桥——主跨530m的合江长江一桥实际施工中去,很好地保证了大桥拱肋管内混凝土的灌注质量。     

钢管混凝土拱肋脱粘脱空受力机理研究

针对在钢管混凝土拱桥拱肋普遍存在脱粘脱空的现象,采用有限法对受力性能的影响因素进行分析。建立有限元计算模型,通过对钢管与混凝土界面相互作用、各种荷载和边界条件的研究,采用整体与局部分析相结合的方法,首先求最不利工况下的拱肋段内力,然后分析混凝土与钢管界面的应力,分析拱段由于受力引起的脱空与脱粘情况,得出合江一桥在不利荷载作用下,径向和环向不会产生脱空的现象,但混凝土会与钢管产生滑移脱粘。     

自密实补偿收缩混凝土填充钢管约束 RC柱的轴压性能

为研究自密实(SCC)补偿收缩混凝土填充钢管加固桥墩的轴压性能,研配了自密实补偿收缩混凝土,将其作为混凝土短柱和钢管之间的填充混凝土。制作外包钢管填充自密实补偿收缩混凝土加固混凝土短柱试件,以有无钢管外包约束、填充层混凝土强度、混凝土柱高度、核心混凝土直径、钢管壁厚度以及填充层厚度为试验参数,探究其对试件破坏模式、荷载—竖向相对位移曲线、钢管荷载—应变曲线的影响。在一定范围内,增大钢管壁厚度和核心混凝土直径能大幅度提高极限承载力;填充层起黏结和传力作用,对非全截面加载试件极限承载力无显著影响。验证了Mander公式对试验模型有良好的预估效果。     

深中通道钢壳管节自密实混凝土制备及浇筑技术

钢壳内浇筑的无法振捣的混凝土难以填充密实,尤其是混凝土与顶部钢壳无法密实接触,容易出现大面积脱空等问题。针对这种问题,在确保自密实混凝土工作性能指标满足施工要求的前提下进行配合比设计,配制出具有良好工作性能和体积稳定性能的自密实混凝土;并通过优化浇筑工艺和仓隔设计,实现管节高品质、高工效预制。模型试验结果表明:1)以大掺量粉煤灰和小掺量矿渣粉复掺的胶凝材料体系制备的自密实混凝土,拌合物满足工作性能要求,浇筑后混凝土内部匀质性好、填充密实;2)通过控制混凝土浇筑速率和下落高度,增加仓隔排气孔数量,钢壳与混凝土之间无大面积脱空产生。     

钢管拱桥管内混凝土真空辅助灌注试验及实桥应用

为研究如何减小钢管混凝土拱桥管内混凝土脱空问题,依托主跨530m的合江长江一桥,设计并完成了2条长达50m的大型钢管模型对比试验,试验中分别采用常规和真空辅助灌注工艺完成钢管混凝土的灌注。通过对试验管的超声波检测结果对比分析和将试验管剖开直观对比观察管内混凝土,证明了真空辅助工艺的有效性;摸清了其工作机理;发现了原设计真空辅助工艺的不足并提出改进方法。将改进后的真空辅助灌注工艺应用于依托工程,真正实现了全过程真空辅助灌注施工。试验及实桥应用证明:该工艺保证了管内混凝土灌注阶段的密实性,并大大减少后期脱空范围、显著减小后期脱空深度,效果良好,获得了发明专利,已推广应用于3座特大桥。     

C50自密实高性能混凝土配合比设计及工程应用

自密实高性能混凝土是具有典型自密性和填充性的特种混凝土,其组成材料比例对技术性能和应用效果影响显著.根据自密实高性能混凝土配合比设计原则,结合临江红水河特大桥工程实际要求,进行C50自密实高性能混凝土配合比优化设计.试验结果表明:自密实高性能混凝土配合比设计时,需通过试验选择合理的原材料品种和掺量,并在工程应用中进一步...     

用于钢管混凝土防脱粘检测的新技术

钢管混凝土拱桥以其较大的跨越能力、便捷的施工方式、美观的造型等优点,在我国桥梁建设中被广泛地采用。但是钢—混凝土的界面损伤(脱空),会严重影响工程质量和安全,受到工程界普遍关注。针对这一问题,以陕西一座大跨径拱桥为工程背景,探讨一种利用高精度位移计组装的无线采集系统来监测钢管混凝土界面损伤的新型技术。通过对比试验认定在钢管内壁焊制栓钉,可以有效防止钢管混凝土的脱粘。     

张靖皋长江大桥钢管混凝土界面质量试验研究

张靖皋长江大桥南航道桥主塔采用350 m超高钢箱-钢管约束混凝土组合结构，单塔肢4根钢管直径为3.6 m,内填C60自密实无收缩混凝土，最大浇筑高度为43 m。介绍了大节段钢管混凝土总体浇筑工艺，针对“两两交替”轮流浇筑过程中存在的界面混凝土融合质量风险进行了分析，通过试验模拟轮流浇筑工艺，对比了不同暴露时间下的界面混凝土流动性，并观察了界面混凝土的融合情况，建议将界面混凝土的暴露时间控制在45 min以内，可保证轮流浇筑条件下的界面混凝土融合质量。     

560m大跨径钢管混凝土拱桥拱肋灌注技术及质量检测

大跨径钢管混凝土拱桥拱肋灌注时易出现脱空而影响拱桥质量与安全。为了保证钢管拱肋内混凝土施工质量，以广西平南三桥拱肋灌注施工为依托，配制符合设计与规范的自密实C70混凝土，结合有限元仿真对混凝土灌注技术过程进行了模拟，确定最佳施工方案，并利用无损检测技术对拱肋进行质量检测。结果表明：配制的微膨胀自密实C70混凝土28 d强度达到81MPa,含气量1.7%,扩展度良好，均符合规范要求；采用真空辅助技术与调载索辅助的分级灌注方案能使拱肋所受应力最大降低63%,保证桥梁在施工过程中的安全；拱肋灌注后经无损检测，结果表明无脱空、密实良好。     

抗裂剂对钢壳混凝土收缩及热学性能的影响

为了解决钢壳混凝土自身的收缩变形及徐变造成的混凝土与钢管壁极易产生严重的脱空、脱黏问题,针对南京长江五桥索塔钢壳混凝土的无收缩、微膨胀要求,对混凝土配合比进行了研究,测试了标准混凝土力学强度.分别对20℃条件下C50混凝土的限制膨胀率、自生体积变形进行了测试,系统研究了具有温控效果的抗裂剂对C50混凝土的力学、恒温变形...     

太阳辐射作用下钢管混凝土拱不均匀温度场及其引起的脱空分析与试验研究

为厘清太阳辐射作用下钢管混凝土拱肋内部的不均匀时变温度场,剖析其对钢管混凝土脱空效应的影响机制,并为钢管混凝土拱桥的脱空病害防治奠定理论基础,依托受日照辐射较强的贵州香火岩特大跨钢管混凝土拱桥实际工程,建立考虑钢管与混凝土界面接触关系的精细化温度-应力耦合数值模型;基于ASHRAE晴空模型及温度场计算理论,开展了钢管混...     

新型粘度改性材料对自密实混凝土性能的影响

为提高自密实混凝土的工作性能,特别是间隙通过性和填充性,通过特殊矿物掺合料和功能外加剂复配,配制出了一种新型的粘度改性材料。在实验室制备了C40自密实混凝土,依据相关规范进行试验,测试粘度改性材料对碎石粒径、河砂细度模数的适应性,以及对混凝土用水量敏感性、力学性能、干燥收缩的影响。试验结果表明:粘度改性材料可明显提升自密实混凝土的工作性能,并且可在一定程度上降低自密实混凝土对原材料砂石的敏感性,降低自密实混凝土对用水量的敏感性,用水量敏感度达到15kg/m~2,同时不影响自密实混凝土的后期强度发展和28d收缩率。     

混合梁斜拉桥钢-混结合段混凝土的配制与性能研究

为满足混合梁斜拉桥钢-混结合段填充混凝土的自密实、低收缩和高韧性的特殊要求,以九江长江公路大桥为背景,制备C55普通自密实混凝土、微膨胀聚丙烯纤维自密实混凝土和微膨胀钢纤维自密实混凝土,对其工作性能、力学性能、弯曲韧性、塑性收缩开裂性能、限制膨胀率和抗氯离子渗透性进行试验研究.结果表明,与普通自密实混凝土相比,优选出的微膨胀钢纤维自密实混凝土不仅满足自密实工作性能的要求,而且显著提高了混凝土的弯拉强度、劈拉强度和弯曲韧性,大幅度提高了抑制塑性收缩开裂的能力,并具有一定的微膨胀特性,能满足钢-混结合段混凝土的特殊要求.     

大跨径钢管混凝土拱桥管内混凝土施工质量分析与评估

以一座主跨336 m大跨径钢管混凝土拱桥为工程背景，分析自密实无收缩管内混凝土设计制备以及真空辅助灌注技术的应用效果，建立管内混凝土灌注施工质量风险评价标准，对管内混凝土流动性能、入管温度和排浆操作存在的风险进行评估并提出应对措施，为同类桥梁管内混凝土施工质量控制及改进提供参考。