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。     

材料特征对新浇筑混凝土与基体混凝土界面黏结性能的影响

新浇筑混凝土原材料组成及性能特征对新浇筑-基体混凝土界面黏结性能有重要影响，为此，采用自行设计加工的45°Z型斜剪、轴向拉拔夹具，开展新浇筑混凝土-基体混凝土界面剪切试验和钻芯拉拔试验测试，研究了新浇筑混凝土粗集料石粉含量、粗集料最大粒径、单掺钢纤维和聚合物乳液、复掺钢纤维和聚合物对3 d、28 d新浇筑混凝土-基体混凝土界面抗剪强度及90 d界面黏结强度的影响。研究成果表明：粗集料中石粉含量在不超过5%的情况下，有助于改善新浇筑混凝土-基体混凝土界面黏结性能；适当减小新浇筑混凝土中粗集料最大粒径能有效提高新浇筑混凝土-基体混凝土28 d、90 d界面黏结性能；粗集料最大粒径对新浇筑混凝土-基体混凝土界面黏结强度影响依次为：钢纤维混凝土>普通混凝土>钢纤维聚合物混凝土>聚合乳液改性混凝土；在新浇筑混凝土中掺入钢纤维和聚合物乳液有助于改善新浇筑混凝土-基体混凝土界面黏结性能，且钢纤维和聚合物乳液复掺效果优于单掺，新浇筑混凝土-基体混凝土界面黏结性能优劣顺序依次为：钢纤维聚合物混凝土>聚合乳液改性混凝土>钢纤维混凝土>普通混凝土。     

转体桥合龙段混凝土纵向开裂控制研究

为控制转体桥合龙段顶板处常出现的纵向开裂，以保定乐凯大街南延工程斜拉桥为例，通过数值模拟研究了合龙段两侧老混凝土对新浇筑合龙段混凝土早期收缩的约束作用，分析了不同龄期差对新浇筑混凝土收缩应力的影响。研究发现：新浇筑合龙段混凝土的收缩应力与新老混凝土的龄期差成正比；采用缩短新老混凝土的龄期差、延迟张拉合龙段两侧部分横向预应力筋、提前洒水润湿合龙段两侧老混凝土等方法，可降低合龙段新浇筑混凝土的早期收缩应力。在此基础上提出保定乐凯大街转体桥合龙段混凝土施工方案，并进行了现场测试实验，实验结果表明：该方案可有效控制合龙段混凝土的纵向开裂问题。     

混凝土桥面早期开裂试验研究

混凝土的早期收缩裂缝在其浇筑后1～2 d就会产生,这些早期裂纹会不断引发和扩展成新裂纹,严重影响混凝土的耐久性.该文从原材料入手,采用平板法评价混凝土早期开裂性能,通过室内试验研究了混凝土桥面早期开裂的影响因素.     

掺纳米二氧化硅高强混凝土自收缩的试验研究

有关掺纳米二氧化硅混凝土的力学性能和纳米二氧化硅对过渡界面微观结构的改善等方面,已经有了较为明确的结论,但是纳米二氧化硅对混凝土自收缩的影响鲜有报道。采用安明等人提出的测试方法,通过试验研究了纳米二氧化硅掺量(0、3%、5%)、水胶比(0.25、0.34)和引气剂(0、0.015%)水平对混凝土自收缩的影响。试验结果表明:(1)掺入纳米二氧化硅会提高混凝土的自收缩应变,在初凝至1 d龄期之间尤为明显;(2)水胶比对混凝土的自收缩影响非常大,水胶比越低,混凝土的自收缩越大,初凝至1 d龄期内的自收缩占28 d自收缩的比例越大;(3)引气剂能够明显地降低混凝土在各个龄期时的自收缩应变。     

支架现浇箱梁顶板开裂原因分析

针对某支架现浇箱梁在施工过程中出现的横向裂缝,利用空间实体有限元软件对可能导致裂缝的原因进行了系统分析,分别对支架沉降、混凝土收缩、混凝土水化降温的效应进行分析。分析结果表明,混凝土分批浇筑的收缩差和后浇混凝土水化降温效应是导致背景桥梁出现横向裂缝的主要原因。在此类结构施工过程中,应尽量减小分批浇筑混凝土的收缩差,同时需要对后浇混凝土的入模温度和浇筑时间进行控制,降低混凝土降温收缩产生的约束应力,降低混凝土开裂的风险。     

混凝土收缩徐变在连续刚构桥施工中的影响分析

利用有限元分析方法,对三跨预应力混凝土连续刚构桥的悬臂施工过程进行了数值模拟,分别计算了在不同徐变计算模式下的施工预拱度,研究混凝土收缩徐变对施工预拱度的贡献和不同徐变计算模式对施工预拱度的影响;另外,分别计算考虑混凝土收缩徐变和不考虑混凝土收缩徐变两种情况下的桥梁结构内力,分析了混凝土收缩徐变在桥梁悬臂施工期间对结构内力的影响。研究结果表明:混凝土收缩徐变对连续刚构桥施工预拱度有较大影响,且不同徐变计算模式对施工预拱度影响不同;在桥梁合龙前,桥梁结构为静定结构,若忽略钢筋和预应力筋的约束影响,混凝土收缩徐变对结构内力没有影响。     

水泥混凝土路面薄层修补的收缩性能研究

新老混凝土界面收缩剪应力是水泥混凝土路面快速薄层修补的重要研究内容。收缩剪应力来源于新铺混凝土的收缩。本文分析了影响混凝土收缩的因素,通过进行混凝土板收缩试验,测定了混凝土板收缩。最后给出减小混凝土收缩的措施。     

基于随机骨料模型的混凝土劈拉强度数值模拟

采用随机骨料模型模拟混凝土的细观结构,利用有限元方法数值模拟混凝土劈拉的细观损伤断裂,并对其劈拉破坏过程进行了研究。结果表明：该种随机骨料的数值模拟方法基本可行．混凝土骨料与砂浆的界面是其劈拉破坏的薄弱环节。     

连续拱型刚构桥施工方案研究

工程施工方案必须根据现场的实际情况,并充分考虑各方面的因素合理选择.通过将混凝土的收缩效应转换成温度荷载,采用有限元计算软件对一联34 m+-48 m+34 m的拱型刚构进行分析,用于指导施工方案的确定.一次性整体浇筑方案和分段浇筑方案的分析研究表明,在各种计算工况下分段浇筑和一次性浇筑由混凝土收缩引起的梁体应力分布非常相似,由此可以说明2种施工方案不影响梁体在运营状态的应力分布.分段浇筑可以充分利用现场的施工作业面,便于现场施工组织,从而加快了施工的进度.     

胶粉对嵌锁密实混凝土温度收缩的影响及其微观机理分析

以嵌锁密实水泥混凝土为基础,探讨了橡胶粉掺量及表面改性对混凝土温度收缩的影响机制。同时借助SEM微观测试方法,对橡胶粉嵌锁密实混凝土微观界面结构进行研究,分析胶粉对混凝土温缩性能的改善机理。研究结果表明:合适掺量的未改性胶粉提高了混凝土的温缩性能;经改性后的胶粉具有较好的吸水性,进一步提高了混凝土的温缩性能;未改性胶粉的掺入使得胶粉-水泥石界面结构较为薄弱,出现孔洞,而改性胶粉混凝土中胶粉-水泥石界面结构较为致密。     

某连续刚构桥复工续建前检测评估及处治技术

某桥为(70+120+70) m预应力混凝土连续刚构桥,0号、1号块混凝土浇筑完后,施工被迫中断1 035 d。为掌握已施工T构受力状况及功能退化情况,分析其对后续梁段施工及成桥运营状态的影响,对主梁T构进行全面检测,采用有限元软件进行结构验算。结果表明:T构箱梁实际强度、结构耐久性指标及应力状态仍较好,按照各种不利工况验算结果均满足规范要求,已建T构仍可使用,但横向预应力和竖向预应力钢筋(未张拉)锈蚀,后续节段混凝土与已浇筑混凝土龄期相差较大。综合桥梁检测和验算结果,采取减少竖向及横向预应力张拉控制力,新旧混凝土结合面凿毛、植筋、涂界面剂和浇筑无收缩性混凝土等措施进行处治。     

沥青混凝土与水泥混凝土界面剪应力分析

在桥面铺装、隧道加铺以及旧水泥混凝土加铺工程中,沥青混凝土与水泥混凝土界面之间黏结性能的好坏直接影响路面的使用性能.采用有限元计算方法,分析了水泥混凝土与沥青混凝土界面之间的剪应力随荷载状况、加铺层厚度变化的影响;并选用3种界面黏结材料进行室内模拟试验研究,得到了其界面之间剪应力的一些变化规律.     

钢—混凝土组合桥面系收缩徐变效应研究

在总结分析混凝土和钢—混凝土组合梁收缩徐变的计算理论基础上,并考虑按龄期调整的有效模量法,研究了钢—混凝土组合桥面系收缩徐变的有限元分析方法,提出了这种桥面系的收缩徐变分析方法.利用该方法对某钢桁桥的钢—混凝土组合桥面系进行了收缩徐变效应分析,研究了应力重分布的影响.分析结果表明:采用梁格体系十空间梁单元模拟钢—混凝土...     

连续刚构桥高墩实心段混凝土裂缝成因分析及处理措施

某连续刚构桥高墩单肢截面尺寸为4m×9m,首节实心段C50混凝土一次浇筑层高4m,浇筑后带模养护7d,拆模后墩身出现有规律的裂缝。为研究该高墩混凝土开裂原因,以及在混凝土中掺加10%膨胀剂作为处理措施的可行性,在实验室制备标准试件,测试了C50混凝土和掺膨胀剂的C50-P混凝土在恒温绝湿条件下的变形、干缩以及力学性能指标,采用有限元软件建立实心墩柱模型,分析混凝土温度历程和应力发展。结果表明:C50混凝土养护7d后撤掉养护措施,约1d后表面开裂;裂缝原因主要是约束作用下混凝土中心迅速降温与自生体积变形(收缩)相叠加,导致拉应力超过抗拉强度;C50-P混凝土在升温阶段产生的较大预压应力抵消了温度下降、体积收缩等因素产生的拉应力,在经历较长时间的降温和收缩后才出现拉应力,显著提高了抗裂性。该桥梁后续墩柱施工采用C50-P混凝土,桥墩未再开裂。     

快速修补混凝土的收缩性能及其评价方法研究

主要研究了快速修补混凝土的干缩、早期收缩、自收缩性能以及初长测试时间对混凝土收缩性能评价的影响。研究结果表明,快速修补混凝土的收缩比普通混凝土大,且快速修补混凝土的收缩是以自收缩为主;快速修补混凝土的收缩在3 d龄期内的发展非常迅速,3 d龄期以后快速修补混凝土的收缩与普通混凝土相当;初长测试时间对快速修补混凝土收缩性能的评价有重要影响,如果按照普通混凝土收缩试验方法,在混凝土成型后的2~3 d龄期后开始测初长,将会严重低估快速修补混凝土的收缩性能,低估程度达20%~40%。因此,本文建议当进行快速修补混凝土的收缩试验时,在快速修补混凝土的抗压强度达到5~7 M Pa时进行拆模,并立即送入恒温恒湿室放置1 h后即可测初长。     

大跨径钢管混凝土劲性骨架拱肋施工阶段受力与稳定分析

向莆铁路尤溪大桥为一座上承式劲性骨架钢筋混凝土拱桥,拱肋结构刚度大,跨越能力强,但拱肋结构的形成过程体系多变,受力复杂,为了研究该桥施工过程中钢管混凝土劲性骨架拱肋的内力和稳定性,建立了空间有限元分析模型,模拟施工过程中钢管混凝土截面和钢筋混凝土箱形截面的形成过程。根据计算结果可知,弦杆钢管内灌注混凝土的顺序对弦杆应力影响不大,拱肋外包混凝土分层浇筑方案对混凝土的应力有较大影响,该桥三环浇筑方案外包混凝土没有出现拉应力,实际施工中应确保每一层混凝土浇筑过程中的各段混凝土的浇筑同时进行,尽可能达到实际施工与计算模型两者吻合。施工过程中钢管骨架最大悬臂阶段及钢管骨架合龙灌注混凝土后的稳定系数均大于4,满足规范要求。     

大跨径整孔预制连续箱梁结构体系转换工序研究

整孔预制箱梁在结构体系转换中,湿接缝混凝土与预制梁混凝土之间存在不可忽略的龄期差,从而导致两者混凝土的收缩、徐变系数不同,等效弹性模量不同,进而影响体系的应力及线形变化.合龙预应力钢筋的张拉顺序同样对结构受力存在影响.结合广深沿江高速机场特大桥60 m跨整体预制箱梁,选取不同的湿接缝浇筑时间和合龙预应力张拉顺序,分析不同工序对结构体系产生的影响,从而得到大跨径整孔预制连续箱梁体系转换的合理工序.     

冻融环境对CFRP-混凝土界面粘结性能影响试验研究

近年来CFRP加固混凝土结构技术在国内外受到了广泛的应用,国内外学者对该结构的耐久性能开展了大量的研究,但针对其在冻融坏境下的粘结破坏机理的研究仍不够充分。针对这一现象,研究通过对CFRP-混凝土试件经冻融侵蚀后做单面剪切实验,探讨了冻融循环次数以及不同粘结顺序对CFRP-混凝土的粘结强度的影响。结果表明：冻融循环对CFRP板的影响较小,在一定的冻融循环次数下混凝土的强度逐渐增加,冻融循环对粘结界面的影响较混凝土大,界面损伤对CFRP-混凝土承载能力的影响较大。     

混凝土直剪力学性能的数值模拟研究

采用随机骨料模型模拟混凝土的细观结构,在细观层次上将混凝土看成是由硬化水泥砂浆体、粗骨料颗粒及二者间的黏结带构成的三相非均质复合材料。利用有限元方法数值模拟混凝土试件的细观损伤断裂和直剪,并对其直剪破坏进行了研究。结果表明:骨料与砂浆的界面是混凝土直剪破坏的薄弱环节,采用数值模拟的计算方法基本可行。