沪通长江大桥水下自密实混凝土工作性能试验研究

通过流动性试验、间隙通过性试验、流变性能试验和灰色关联度分析,研究了胶凝材料用量、水胶比、砂率、粉煤灰掺量等因素对水下自密实混凝土工作性能的影响。试验结果表明:当水胶比在0. 36～0. 38,胶凝材料用量在440～480 kg/m3,砂率为50%,粉煤灰掺量在35%～45%时,混凝土的屈服应力和塑性黏度较小,流动性及间隙通过性较为优异,综合分析确定了最优的混凝土配合比;胶凝材料用量和水胶比是影响混凝土工作性能的主要因素,而砂率和粉煤灰掺量对混凝土工作性能的影响相对较小;混凝土流动性对V形漏斗流出时间最为敏感,对坍落扩展时间和倒置坍落度筒排空时间的敏感性差别不大;提出了低胶凝材料用量、高体积稳定性的水下自密实混凝土制备方法,为沪通长江大桥及同类超大深水基础复杂结构工程水下自密实混凝土的制备提供了试验和理论依据。     

CRTSⅢ型板式无砟轨道充填层自密实混凝土碳化及力学性能演变的研究

研究了CRTSⅢ型板式无砟轨道结构底座板、充填层和轨道板所用3类典型混凝土材料的碳化性能,并对上述3类混凝土材料单一和复合试件在碳化前后的抗压应力-应变特性进行了实验测试。研究结果表明:与普通自密实混凝土相比,掺入橡胶粉和乳化沥青的自密实混凝土碳化系数显著降低。碳化作用后混凝土底座板、轨道板和普通自密实混凝土充填层材料均呈现韧性降低,脆性增大,但掺入了橡胶粉和乳化沥青的自密实混凝土充填层材料碳化前后应力应变曲线变化不显著,材料的韧性得到改善。当充填层自密实混凝土掺入韧性组分后,由底座板、充填层和轨道板材料组成的复合体(试件)在标养和碳化条件下均呈现较好的韧性,有助于改善CRTSⅢ型板式无砟轨道结构的动力学性能。     

玄武岩纤维自密实混凝土的配制及性能研究

文章对玄武岩纤维自密实混凝土的配制及性能进行了系列试验。结果表明,在满足混凝土强度等级的前提下,通过调整砂率、增加胶凝材料用量、用水量及高效减水剂用量等措施,可使纤维混凝土达到自密实;玄武岩纤维对混凝土力学性能的影响源于其阻裂效应和弱界面效应的共同作用。     

水粉比对不同类型自密实混凝土剪切变形行为的影响

采用RHM-3000 ICAR混凝土流变仪测试了水粉比对粉体型自密实混凝土、黏度改性剂型自密实混凝土和粉体-黏度改性剂复合型自密实混凝土剪切变形行为的影响,分析了Herschel-Bulkley模型(H-B模型)以及改进Bingham模型对流变曲线的适用性。结果表明:3种自密实混凝土坍落扩展度与含气量接近,屈服应力均随水粉比增大而增大,塑性黏度均随水粉比的增大而减小;自密实混凝土剪切变稠程度随水粉比的增大而降低,并存在由剪切变稠向剪切变稀过渡的临界水粉比;H-B模型和改进Bingham模型均可用于表征自密实混凝土的剪切变形行为,二者具有良好的相关性,但是改进Bingham模型二阶参数与塑性黏度的比值对剪切变形行为的变化更为敏感;黏度改性剂型自密实混凝土剪切变形行为对水粉比的变化最为敏感,粉体型自密实混凝土次之,粉体-黏度改性剂复合型自密实混凝土敏感性最低。     

高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土性能研究

为解决高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道结构高施工性、高平顺性和高耐久性要求,采用具有高流动性、高塑性稳定性和低收缩变形的自密实混凝土作为无砟轨道充填层材料。针对充填层的封闭结构空间和承载功能,并结合设计和无砟轨道结构对自密实混凝土的要求,制备了C30,C40和C50三种强度等级自密实混凝土,进行体积稳定性试验、氯离子渗透试验和单边冻融试验,研究其工作性能、体积稳定性和耐久性能。结果表明:三种自密实混凝土均具有适合板式无砟轨道充填层施工的良好工作性能;其塑性收缩变形均随着强度等级的提高而增大;在水胶比相同和单方用水量相同两种情况下三种自密实混凝土的干燥收缩变形呈现出完全相反的变化规律;三种自密实混凝土均具有良好耐久性,抗氯离子渗透能力随强度等级的提高而降低,抗盐冻性能则随着强度等级的提高而增强。     

不同比例的胶凝材料对流动度值的影响

利用混凝土外加剂对水泥适应性的检测方法,测试胶凝材料(水泥、粉煤灰、矿粉)在不同比例组成的试样与聚羧酸减水剂的适应性.试验发现,胶凝材料的流动度随着粉煤灰掺量的增大而减小,随着矿粉掺量的增大而增大,胶凝材料的经时损失率最大值对应的减水剂掺量,随着粉煤灰掺量的增加而增加,随着矿粉掺量的增大而减小.通过对流动度及经时损失率的分析,可为混凝土配合比的设计提供帮助.     

CRTSⅢ型板式轨道充填层自密实混凝土温度敏感性及对策

自密实混凝土是CRTSⅢ型板式轨道充填层结构的关键材料,其施工性能的稳定对无砟轨道运行期间性能的稳定有重要影响。由于自密实混凝土材料组成的特点,其对环境温度的敏感性较普通混凝土更显著,主要体现在环境温度高时容易出现扩展度损失,造成灌板失败,环境温度低时容易出现扩展度返大,造成混凝土离析,这些均造成了充填层自密实混凝土施工过程的不稳定。本文主要介绍了由于环境温度变化对自密实混凝土施工稳定性的影响及其带来的主要施工质量缺陷,并结合实践经验提出了降低自密实混凝土温度敏感性的针对性技术措施,以期为无砟轨道充填层自密实混凝土现场施工稳定性的控制提供相应技术措施。     

含气量对新拌及硬化自密实混凝土气泡间距系数的影响

采用压力法、AVA仪和硬化混凝土孔隙结构分析仪测试了自密实混凝土的含气量、气泡间距系数与气泡比表面积,研究了含气量和龄期对自密实混凝土气泡间距系数的影响,讨论了具备良好抗冻性能自密实混凝土的临界含气量,探究了新拌自密实混凝土气泡间距系数与硬化自密实混凝土气泡间距系数之间的相关性。结果表明:新拌与硬化自密实混凝土气泡间距系数均随着自密实混凝土拌合物含气量的增加而减小,二者具有良好的相关性;随着混凝土龄期延长,气泡间距系数减小;当自密实混凝土拌合物含气量达到4%及以上时,其硬化体具备良好的抗冻性能。     

蒸汽养护对高速铁路轨道板混凝土渗透性的影响

为探明蒸汽养护对采用水泥-矿渣粉复合胶凝材料的轨道板混凝土渗透性的影响规律,研究了不同养护条件下(蒸汽养护和标准养护)轨道板混凝土表面吸水率和抗氯离子渗透性能(6 h电通量和氯离子扩散系数),并分析了不同蒸汽养护最高恒温温度对复合胶凝材料水化程度的影响。试验结果表明:蒸汽养护能有效提高轨道板混凝土材料早期(28 d)和后期(56 d)抗水渗透能力,而对其抗氯离子渗透能力的改善作用则主要表现在早期,对混凝土后期抗氯离子渗透能力影响不明显;在对复合胶凝材料水化程度的影响方面,蒸汽养护会显著加快水泥-矿渣粉复合胶凝材料体系的水化进程,有利于提高水化产物密实度,蒸汽养护最高恒温不超过60℃对提高水泥基胶凝材料抗渗性更加有利。     

施工误差对铁路桥梁高性能混凝土性能影响试验研究

通过试验研究减水剂和水泥计量误差、振捣时间及静停时间差异对高性能混凝土性能的影响。研究表明:减水剂掺量由1.15%降至0.8%时,随着减水剂掺量的减少,混凝土拌合物的坍落度和坍落度扩展度降低,抗压强度增大,而电通量呈"先升高后下降"的趋势;在水泥用量上下波动20 kg.m-3范围内,随着水泥用量的增加,坍落度降低,抗压强度增大,电通量产生一定波动,但总体呈下降趋势;振捣时间在5～20 s时,随着振动时间的增加,拌合物的含气量无明显变化,抗压强度先增大后减小,电通量先下降后升高,振动时间超过20 s后产生严重的离析现象,抗压强度显著下降,电通量大幅度升高;拌合物静停时间在0～30 min时,随着静停时间的增加,振捣前拌合物的含气量降低,但是振捣成型后的含气量无明显变化,抗压强度略有增长,电通量呈下降趋势。     

砂率对固定当量粉体体积机制砂自密实混凝土工作性能的影响北大核心

采取当量粉体体积法设计机制砂自密实混凝土试验配合比,首先通过砂浆稠度试验确定各粉体的当量系数并试配出合理的当量粉体体积,然后在固定当量粉体体积的条件下,研究砂率变化对自密实混凝土工作性能的影响。通过坍落扩展度试验、J环试验和L型仪试验测试机制砂自密实混凝土拌合物的填充性、间隙通过性和稳定性等工作性能。试验结果表明：砂率在47%~59%时,机制砂自密实混凝土拌合物的自密实性总体上随砂率增加先增强后减弱;砂率在53%~56%时存在最优砂率,使得固定当量粉体体积的机制砂自密实混凝土的自密实性最佳。     

砂率对固定当量粉体体积机制砂自密实混凝土工作性能的影响

采取当量粉体体积法设计机制砂自密实混凝土试验配合比,首先通过砂浆稠度试验确定各粉体的当量系数并试配出合理的当量粉体体积,然后在固定当量粉体体积的条件下,研究砂率变化对自密实混凝土工作性能的影响。通过坍落扩展度试验、J环试验和L型仪试验测试机制砂自密实混凝土拌合物的填充性、间隙通过性和稳定性等工作性能。试验结果表明:砂率在47%~59%时,机制砂自密实混凝土拌合物的自密实性总体上随砂率增加先增强后减弱;砂率在53%~56%时存在最优砂率,使得固定当量粉体体积的机制砂自密实混凝土的自密实性最佳。     

高速铁路CRTSⅢ型板充填层自密实混凝土灌注车的研制

CRTSⅢ型无砟轨道板的自密实混凝土灌注方式不同于CRTSⅠ、CRTSⅡ型轨道板,需研制CRTSⅢ型无砟轨道板充填层自密实混凝土灌注车。根据CRTSⅢ型无砟轨道板自密实混凝土施工性质,提出了灌注车的系统组成和技术参数,并成功研制出了自密实混凝土灌注车,为施工单位提供了一种针对高速铁路CRTSⅢ型无砟轨道板充填层自密实混凝土灌注施工的设备。     

郑徐客运专线CRTS Ⅲ型板式无砟轨道自密实混凝土施工工艺探讨

针对高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道调整层结构特点,在大量灌板试验的基础上,分析了自密实混凝土性能控制指标、灌注方式、轨道板压紧工艺参数、防溢管高度及自密实混凝土养护方式。结果表明:自密实混凝土塌落扩展度650 mm,中间孔灌注效果最优;每块轨道板压紧装置设置数量直线段为4道、曲线段为5道,每个螺母通过扭矩扳手施加80 N·m的力矩比较合理;防溢管高度宜设置为50 cm;自密实混凝土采用养护剂养护较好。     

隔离式橡胶浮置板减振性能分析

研究目的:隔离式橡胶浮置板轨道结构的基本组成是弹性元件支承的混凝土板轨道,对该种浮置板进行力学性能研究,分析其固有频率、动荷载下力学响应以及减振性能,并对整体道床合理厚度进行探讨,为轨道设计提供借鉴.研究结论:研究结果表明:轨道系统的自振频率随着整体道床厚度的增大而降低,变化率随着道床厚度增加而减小;隔离式橡胶浮置板轨道基底加速度插入损失随着道床厚度增大而增大,变化率随着道床厚度增加而减小;当整体道床厚度取0.4m时对应动力性能、减振效果和道床混凝土用量较为经济合理;从现阶段理论分析及线上检测可知,隔离式橡胶浮置板系统减振效果明显,施工及检修方案较为系统.     

板端离缝下CRTSⅢ型板式轨道动力特性研究

轨道板与自密实混凝土层之间的板端离缝是CRTSⅢ型板式轨道的主要伤损型式之一,为分析板端离缝对路基上CRTSⅢ型板式轨道动力特性的影响,建立车辆-CRTSⅢ型板式轨道-路基垂向耦合振动模型,研究不同板端离缝长度对车辆和轨道系统动力响应的影响。研究结果表明:板端离缝将增大车辆和轨道结构的动力响应。当脱空长度超过1.54m时,轨道结构的垂向位移出现拐点,扣件系统上拔力接近允许限值10 kN,板端离缝区域附近的自密实混凝土层所受的垂向压应力增大28.75倍。板端离缝导致自密实混凝土层更易发生劣化,从无砟轨道耐久性方面考虑,建议当CRTSⅢ型板式轨道板端离缝长度达到1.54 m时应及时进行养护维修。     

CRTSIII型板式无砟轨道自密实混凝土充填层施工技术研究

CRTSIII型板式无砟轨道是我国自主研发并具有完全自主知识产权的无砟轨道结构形式。论述自密实混凝土充填层施工工艺流程,从灌注漏斗、轨道板扣压装置和模板装置方面开展灌注工装研究;从轨道板腔湿润工艺、自密实混凝土灌注工艺改进和拆模与养护方面开展灌注工艺研究。通过自密实混凝土工艺性试验和施工改进与完善,确定关键工艺参数。通过揭板检验表明,自密实混凝土充填层施工质量稳定,施工技术满足工程要求。     

消泡剂和引气剂对混凝土性能影响的研究

消泡剂和引气剂对混凝土性能有重要影响.通过在聚羧酸系高性能减水剂中复配消泡剂和引气剂,探讨了两者用量对混凝土性能的影响.试验结果表明,随着消泡剂用量的增大,混凝土含气量和减水率减小,存在坍落度经时损失小的消泡剂的最佳用量范围;引气剂用量越大,混凝土含气量和减水率越大,当其用量在一定范围时,混凝土坍落度损失较小;混凝土的强度变化主要受加入消泡剂和引气剂后混凝土含气量的影响.     

CRTSⅢ型板式无砟轨道施工精调装置拆除时间的研究

为了研究CRTSⅢ板式无砟轨道在施工过程中精调装置拆除的最优时间,采用有限元方法建立单元板式无砟轨道的实体模型,通过考虑精调爪的安装数量以及不同地区存在的温度梯度的差异情况,进行其最优安装数目及拆除时间的研究。计算结果表明:精调爪数目为4组时可最有效地减小轨道板的翘曲变形;在温暖地区,当自密实混凝土强度达到35%之后可拆除精调爪;在寒冷地区,当自密实混凝土强度达到45%之后可拆除精调爪;在严寒地区,当自密实混凝土强度达到50%之后可拆除精调爪。由此可最大限度地加快施工进度且不影响轨道施工质量。     

先张法轨道板预应力传递长度的关键影响因素研究

预应力传递长度是高速铁路先张法预应力轨道板设计需解决的核心问题。采用有限元软件ANSYS建立了先张法预应力小梁计算模型,分析了钢筋直径、混凝土强度、锚固板的设置及尺寸对先张法轨道板中预应力传递长度的影响,并通过现场试验验证计算结果的可靠性。分析结果表明:预应力传递长度随预应力筋直径的增大而增加,最终建立的预应力也随之增大;随着混凝土强度的增加,预应力传递长度有减小的趋势;锚固板的设置能显著减小预应力传递长度,保证混凝土预应力在板端第一扣件节点处完全建立,但锚固板的尺寸对传递长度影响不大。