FRP和RPC在土木工程中的研究与应用

纤维增强复合材料FRP和活性粉末混凝土RPC在土木工程领域中的研究与应用得到了飞速发展。详细介绍了FRP和RPC的基本物理力学性能及其在国内外的发展概况。基于FRP和RPC的优异性能,将两者结合在一起有望形成一种新的具有优良物理力学性能的配筋混凝土结构形式而应用于实际工程。     

RPC-NC叠合面剪切滑移试验研究

RPC(活性粉末混凝土)作为一种新型超高性能混凝土材料,具有高耐久性、高抗拉压强度及优异的变形能力。但由于其生产工艺相对复杂,制作成本相对较高,预制RPC构件多为实际工程所用。为了克服RPC在实际工程中应用的局限性,各种RPC组合构件应运而生,其中RPC与NC(普通混凝土)叠合构件即为一种有效的应用途径。然而,RPC-NC叠合构件叠合面的力学性能是决定两种材料是否能良好共同工作的关键因素。对36个RPC-NC双面剪切试件进行试验研究,考虑NC强度等级、叠合面正压力等级的影响,对试件破坏形态及剪应力与界面滑移量曲线进行分析。结果表明,无侧向压力试件界面抗剪强度随普通混凝土强度等级升高而增大;有侧向压力试件其抗剪强度随侧压力等级升高而大幅增加,但增加幅度逐渐减缓。     

三孔精镗床安装调试的工艺分析和实践

三孔精镗床零部件加工完毕，其安装调试是试制成功与否的重要工作。首先我们根据机床的结构编排安装顺序，注重机床的基准安装；制作高精度的工装，在水平仪的监测下，钳工反复刮研床身和六个定位座的结合面，使六个定位面精度达到甚至超过设计要求。在定位座上置放三孔测量器（零级精度），计量监测，钳工配合，各部件都以测量器为标准进行安装调试。该机床安装完毕进行测试，其整体精度完全达到或超过了设计要求。     

常温养护下正交异性钢板-RPC组合桥面力学研究

为了解决正交异性桥面板铺装破坏和钢桥面板开裂的问题,提出一种常温养护下正交异性钢板-活性粉末混凝土(RPC)组合桥面结构体系。基于某大桥建立局部有限元模型,并计算对比常温RPC组合箱梁、纯钢箱梁、高温RPC组合箱梁和普通混凝土组合箱梁的桥面系应力状态;同时开展局部模型静载试验。研究结果表明:常温养护下RPC抗压强度、抗折强度和弹性模量与普通混凝土相比有明显的提高;常温养护的RPC组合箱梁的RPC层拉应力达到了6.45 MPa,未出现裂缝,此应力远高于普通混凝土的抗拉强度,从而为解决桥面铺装破坏提供了思路;常温RPC组合箱梁和高温RPC组合箱梁桥面板应力降幅都超过了80%,明显大于普通混凝土组合箱梁,从而改善桥面板疲劳性能。常温养护的RPC在施工现场便于制作,应用前景较好。     

常规搅拌工艺条件下活性粉末混凝土抗压强度影响因素的研究

文章介绍采用常规搅拌工艺配制的活性粉末混凝土（RPC）的特性，阐明了活性粉末混凝土在加入不同的掺合料后对其特性的影响，为合理配制活性粉末混凝土提供了理论依据。     

铁路32m跨度RPC简支T梁预制工艺探讨

RPC(Reactive Powder Concrete)是继高强、高性能混凝土之后,在20世纪90年代中期开发出的超高强度、高耐久性、高韧性和体积稳定性良好的水泥基复合材料,可以从材料上解决低高度桥梁的应用问题,能解决既有建筑物对新建铁路制约的难题,同时,在保证桥下净空的前提下降低线路高程,能大量减少桥梁两侧的工程数量,降低工程造价。由于原材料组分的变化,使得混凝土原材料质量控制、配合比试配,以及RPC拌和、浇筑、养护等,都与普通混凝土有很大差异,专用掺和料为袋装且比重小,高强度钢纤维比重大,造成搅拌站上料困难等难点。通过3次模拟试验和19孔实体梁的工程实例,对首次采用的铁路32 m跨度RPC简支T梁进行了试验研究,介绍大跨度RPC简支T梁的配合比选配及拌和、浇筑、养护等预制工艺,总结RPC大跨度预制T梁的制造工艺要点。     

活性粉末混凝土配合比设计研究及生产工艺

新建铁路采用活性粉末混凝土(RPC)混凝土生产盖板,RPC组分包括水泥、石英砂、钢纤维、特殊掺合料和外加剂,导致了RPC成本偏高,通过研究影响RPC活性粉末混凝土质量的主要因素,建议用普通河砂取代石英砂.通过试验确定RPC配合比,介绍RPC盖板混凝土生产新工艺.     

活性粉末混凝土动静弹性模量试验研究

为获得活性粉末混凝土(RPC)的弹性模量随强度等级和钢纤维掺量的变化规律,并确定超声脉冲法和冲击回波法所测动弹性模量与其静弹性模量之间的定量关系,制作RPC试件24组,分别采用超声脉冲法、冲击回波法和静力法测定了各组试件的强度或弹性模量。基于试验结果,建立了RPC静弹性模量与立方体抗压强度及动弹性模量间的统计关系。结果表明:RPC钢纤维掺量对其抗压强度、弹性模量以及波速的影响较小,相应影响可以忽略;RPC静弹性模量随抗压强度等级的提高而增大;超声脉冲法表观波速约为冲击回波法的1.06倍,但两种方法所确定的动弹性模量相近,静弹性模量约为动弹性模量的0.9,呈现良好的线性关系;抗压强度相近时,RPC的弹性模量介于普通钢纤维混凝土和高强混凝土之间。     

混合梁钢-混结合段PBL剪力键的受力性能研究

为研究混合梁钢-混结合段PBL剪力键的受力性能,本文对2类7组共28个插入式试件进行破坏性试验。基于试验结果,对分别采用超高性能活性粉末混凝土(RPC)和C50普通混凝土浇筑的PBL剪力键力学性能、破坏形态及传力原理等进行分析,探讨影响PBL受力性能的主要因素;同时将试验结果与国内外学者提出的PBL承载力公式计算值进行比较,建立孔内榫剪断形式下、考虑开孔钢板与混凝土黏结作用的PBL承载力计算式。结果表明:采用RPC浇筑的PBL剪力键相对采用C50浇筑受力性能得到改善,PBL延性主要受孔内贯穿钢筋变形性能控制,混凝土榫能有效提高PBL的抗剪能力。建立的承载力计算式物理意义明确,计算值与试验值吻合较好,可用于采用RPC或普通混凝土浇筑的混合梁钢-混结合段PBL承载能力的确定。     

增稠剂对钢纤维混凝土构件性能影响的试验研究

通过对普通混凝土、普通钢纤维混凝土和增稠剂钢纤维混凝土在１８片梁和板梁构件中的力学性能测试，证明增稠剂能使钢纤维阻裂作用得到进一步发挥，构件的抗裂强度和刚度大为提高。文中还给出了增稠剂钢纤维混凝土构件的抗剪强度、最大裂缝宽度和梁挠度计算公式及算例。增稠剂为在常规施工方法下配制大流动、高抗裂、大刚度钢纤维混凝土构件提供了一条途径。     

活性粉末混凝土桥梁的疲劳可靠性验算

对活性粉末混凝土疲劳试验实测资料进行分析,提出铁路活性粉末混凝土桥梁疲劳验算中混凝土相关疲劳可靠性设计参数取值。编制程序计算多种跨度简支梁在客运专线疲劳列车作用下标准荷载效应比频谱,给出不同跨度简支梁中活性粉末混凝土等效重复应力换算系数。对32m预应力活性粉末混凝土桥梁承载能力极限状态可靠指标进行分析,给出建议的活性粉末混凝土桥梁疲劳设计目标可靠指标和设计验算表达式。     

活性粉末混凝土T形梁抗剪试验研究

通过改变模型试验梁的剪跨比、配箍率和纵筋配筋率,对12根钢筋活性粉末混凝土(RPC)T形试验梁进行试验,研究活性粉末混凝土T形梁抗剪承载力和破坏形态及主要影响因素.结果表明:与普通混凝土梁相比,活性粉末混凝土T形试验梁具有较高的抗剪承载力和变形能力;剪跨比在1～4范围内时,试验梁的破坏形态表现为斜压和剪压破坏,且与普通混凝土梁的破坏形态有着明显差异;剪跨比、配箍率和纵筋配筋率对试验梁的抗剪承载力影响显著,抗剪承载力随着剪跨比的增大而减小,随配箍率的提高而提高,随纵筋配筋率的增大而增大.     

级配钢纤维活性粉末混凝土的动态拉伸性能的试验研究

采用分离式Hopkinson压杆(SHPB)对直径为70 mm的圆柱体试件的动态拉伸性能进行研究,得到了不同应变率下的混凝土劈裂拉伸强度和拉伸应力-时间曲线,并与静态劈裂拉伸强度进行了对比。根据试验结果,讨论了含不同种类钢纤维的活性粉末混凝土的动态拉伸性能,以及3种钢纤维级配下的钢纤维活性粉末混凝土的动态拉伸性能;总结了级配钢纤维活性粉末混凝土的应变率效应,以及影响钢纤维混凝土动态拉伸性能的因素。     

浅析RPC活性粉末混凝土配制技术

RPC活性粉末混凝土是一种经过特定工艺条件生产出来的水泥基复合材料,目前其配制技术在国内尚无成功的经验可循,也无成熟的工艺,在《大西铁路客运专线工程建设混凝土构件预制场构件预制工艺及设备配置标准》的指导下,经过多次试验,总结出取得最佳效果的配制技术。     

高速铁路40 m跨度预制后张法预应力混凝土简支箱梁试验研究

高速铁路40 m跨度预制后张法预应力混凝土简支箱梁首次在我国郑济高速铁路郑州至濮阳段黄河特大桥北岸引桥进行工程应用。为了验证其预制工艺和结构受力性能是否满足规范要求,以3孔工程梁为试验对象开展了混凝土水化热测试、摩阻测试、预应力终张拉效果测试和静载弯曲试验。结果表明:试验梁水化热测试结果和浇筑工艺合格,预应力施加准确,预应力效果满足设计要求;试验梁抗裂安全性满足规范要求。3孔试验梁预制工艺和结构受力性能满足规范要求,40 m跨度简支箱梁可以推广使用。     

预应力高性能混凝土梁中超细粉煤灰合理掺量研究

对粉煤灰高性能混凝土的早期抗压强度、劈裂抗拉强度、早期弹性模量、钢筋握裹力、抗剪强度和徐变性能,超细粉煤灰的合理掺量和护筋性,高性能混凝土模型梁的疲劳性能等进行试验研究。结果表明:一定掺量的优质粉煤灰可改善混凝土的性能,降低结构的寿命周期成本;铁路预应力梁中超细粉煤灰(UFA)的推荐掺量为25%。6片32mC50超细粉煤灰高性能混凝土试验梁的静载试验结果表明,其各项性能指标满足铁路《桥规》要求。     

机制砂混凝土在工程实践中的应用

针对天然砂资源逐步减少，质量日益下降，难以满足建筑用砂持续发展这一现实情况，论述机制砂的优缺点和机制砂混凝土的研究现状，从机制砂混凝土的工作性能、力学性能、耐久性能等方面阐述机制砂对混凝土性能的影响。在工程实践中，应用机制砂配制出的C10～C55混凝土，已在水利、铁路、公路工程中成功应用。目前，机制砂混凝土在我国的应用尚处于起步阶段，推行与应用还需要对机制砂的颗粒形状、颗粒级配，高效、优质制砂设备和制砂工艺，混凝土配合比等课题进行深入探讨。