一、钢纤维混凝土在公路桥梁桥面铺装工程中的应用(论文文献综述)
代腾飞[1](2021)在《水泥混凝土桥面铺装层早期开裂控制及层间粘结性能提升研究》文中进行了进一步梳理水泥混凝土桥面铺装层间脱粘和早期裂缝十分普遍,已影响到公路桥梁的正常使用。已有研究和实践主要将裂缝成因归结为干缩裂缝,对极早龄期的收缩裂缝及由此造成的层间脱粘重视不够。本文采用理论分析、试验研究以及实例应用等方法,研究了水泥混凝土桥面铺装层早期开裂控制与层间粘结性能提升措施。主要工作和成果如下:(1)对水泥混凝土桥面铺装裂缝成因进行调查研究,发现极早龄期的收缩和层间脱粘是桥面铺装层开裂的主要成因。(2)研究水泥混凝土桥面铺装层早期收缩的来源构成,提出基于孔隙水饱和度的塑性收缩裂缝控制方法、基于水化反应程度的混凝土收缩预测方法和混凝土桥面铺装层早期温度梯度确定方法。结合工程实例,对裂缝成因进行分析,供决策参考。(3)通过切槽方法控制结合界面粗糙度,采用沿结合面劈裂试验方法,研究不同切槽参数对层间粘结性能的影响,确认界面粗糙度是影响层间结合的主要因素,层间结合强度远低于完整混凝土的强度。建立主要切槽参数下粘结劈拉强度预测模型,供工程切槽处理效果评价参考。
王成[2](2020)在《钢箱梁桥面高性能铺装层试验研究》文中研究指明钢箱梁桥面铺装是钢箱梁桥梁建设的关键技术之一,目前也是制约钢箱梁桥梁发展的世界性难题,国内外桥梁研究学术界和工程界都对其进行了广泛的研究,如今钢箱梁桥面铺装技术虽取得极大的进步,但钢箱梁桥面铺装层在使用年限内出现破坏的现象依然屡见不鲜,到目前为止,既经济又能有效解决钢桥面铺装层病害的铺装技术仍有待进一步研究。本文以基于轻质混凝土刚性下面层的复合铺装结构为研究对象,拟从铺装材料和铺装结构两个方面对钢桥面铺装层进行研究并进行性能检验,以求得到能有效改善钢桥面铺装层受力状况的铺装结构和提高钢桥面铺装层路用性能的铺装材料。首先针对铺装材料,本文采用混杂纤维改善沥青混合料性能的方法,通过正交设计试验研究了聚酯纤维、玄武岩纤维、木纤维三种纤维对沥青混合料性能的影响,并确定了三种纤维的最佳配比,试验结果表明在最佳掺配比例下,混杂纤维沥青混凝土的高温稳定性能得到了有效提升,更适合作为钢桥面铺装层。为配制出满足钢桥面铺装要求的轻质混凝土,本文按照规范要求和以往的研究经验,对轻质混凝土的配合比进行优化设计,通过正交设计试验研究了水灰比、粉煤灰掺量、钢纤维掺量三种因素对混凝土力学性能的影响,并确定了轻质混凝土的最佳配合比,试验结果表明:本文配制的轻质混凝土具有良好的力学性能和工作性,完全满足钢桥面铺装要求。其次针对该铺装结构,本文建立了有限元分析模型,通过对铺装结构进行有限元分析,研究了复合铺装结构在不同位置荷载下的应力变化规律,并确定了上、下面层的主控应力和最不利荷载位置,为本铺装方案提供理论数据支撑。同时研究了不同铺装参数下铺装层应力变化规律,结合有限元分析结果和工程实践经验对复合铺装结构的主要参数取值提出了合理性建议。最后通过室内试验和理论计算,对复合铺装方案的层间抗剪性能进行研究,并将试验结果与理论分析进行对比,结果表明:该铺装方案的层间抗剪能力完全满足力学要求,进一步验证了本铺装方案的可行性。
许艺颖[3](2020)在《寒冷地区钢纤维—橡胶混凝土的桥面应用性能试验研究》文中研究说明寒冷地区(以张家口为例)温差较大,近年来车辆超载现象不断增加,混凝土桥梁桥面铺装层受环境温度和车辆荷载的共同作用,易出现裂缝、坑槽等病害。混凝土中掺入橡胶能改善其韧性和抗变形能力,掺入钢纤维能提高其抗拉强度及抗裂能力。为了延长混凝土桥梁的使用寿命,研究钢纤维-橡胶混凝土在寒冷地区桥面的应用性能,为钢纤维-橡胶混凝土的实际工程应用提供参考。通过对钢纤维-橡胶混凝土进行冻融-力学耦合试验,分析冻融损伤机理研究其抗冻性,根据损伤模型,进行寿命预测;研究冻融作用下钢纤维-橡胶混凝土的抗压强度、抗拉强度及抗冲击性能。主要得到以下结论:(1)通过对不同钢纤维掺量的钢纤维-橡胶混凝土进行冻融循环试验,利用电子显微镜研究冻融作用下混凝土的微观结构变化。结果表明,经冻融循环后,橡胶颗粒与水泥基体之间仍有较好的粘结性,界面损伤程度较小,当钢纤维掺量为1.5%2.0%时,钢纤维与水泥基界面受冻融损伤的影响程度较大。(2)在冻融循环作用下,混凝土的冻融损伤是一个疲劳损伤破坏过程,主要表现为混凝土质量损失率逐渐增加、相对动弹性模量不断降低。钢纤维-橡胶混凝土相比于普通混凝土损伤程度较小,当冻融次数达到200次时,钢纤维掺量为1.0%的试件损伤程度最小,根据损伤力学对混凝土进行损伤预测,其预测寿命最长,抗冻性能最好。(3)混凝土抗压强度随冻融次数的增加而逐渐降低,钢纤维、橡胶的掺加能一定程度地减小冻融循环作用下混凝土的抗压强度损失率,当冻融次数达到200次时,钢纤维掺量为1.0%的试件抗压强度损失率最小。且钢纤维、橡胶的掺加能显着提高混凝土的抗拉强度,钢纤维掺量是影响混凝土抗拉性能的重要因素,钢纤维掺量为1.5%的试件抗拉强度值最大,抗拉性能最优。(4)混凝土中钢纤维、橡胶的掺入,可以提高冻融循环作用下混凝土的抗冲击性能。随着冻融次数的增加,混凝土抗冲击性能呈下降的趋势,主要表现为抗破坏冲击次数及最终耗能的减少。相同冻融次数下,钢纤维掺量为1.0%时,混凝土具有最好的抗冲击性能。双参数威布尔分布理论可以很好地描述混凝土在冻融损伤下的冲击寿命,不同失效概率下的冲击寿命与钢纤维掺量近似呈二次曲线关系。(5)对钢纤维-橡胶混凝土进行力学特性和经济效益分析,验证了其应用于寒冷地区桥面铺装的可行性。其中钢纤维掺量1.0%的钢纤维-橡胶混凝土技术性能最优,经济合理。
赵才华[4](2020)在《经济型超高性能混凝土在正交异性钢桥面铺装中的应用及经济效益分析》文中进行了进一步梳理随着我国国民经济的迅猛发展,国内的基础设施建设得到了长足的发展。伴随着公路交通建设的全面铺开,正交异性钢桥面板在各种超大跨径的桥梁上不断涌现。正交异性钢桥面板具有自重轻、承载力高、施工速度快等优点,但在长期的使用过程中,正交异性钢桥面板存在易产生疲劳裂纹及桥面铺装过早损坏等病害。这些病害不仅给桥梁结构的整体强度和行车安全性带来了隐患,也对交通和经济的发展造成了不利的影响。本文考察了正交异性钢桥面铺装的现状及问题,研究了正交异性钢桥面铺装的工程应用案例,分析了超高性能混凝土铺装用于正交异性钢桥面板的优良性能,总结了正交异性钢桥面铺装工程施工质量要点,提出了经济型超高性能混凝土桥面铺装的概念。其次,研究了超高性能混凝土在正交异性钢桥面应用的关键因素和施工保证措施,分析了材料配合比、施工工艺和施工作业对超高性能混凝土工程质量的影响,总结了一系列保证超高性能混凝土工程质量的关键措施,并且在普通超高性能混凝土的基础上优化了配合比和施工方法,降低了超高性能混凝土的成本。最后,站在全寿命周期的角度分析了浇筑式沥青混凝土钢桥面铺装、普通超高性能混凝土钢桥面铺装、经济型超高性能混凝土钢桥面铺装的经济效益,发现采用超高性能混凝土钢桥面铺装的成本远远低于浇筑式沥青混凝土钢桥面铺装。
章天炀[5](2020)在《钢纤维细石混凝土性能优化及在桥面连续结构的应用研究》文中研究表明梁体轴向伸缩变形、梁端转动以及相邻两跨之间的竖向错动变形等因素都会使得桥面连续结构在接缝处承受较大的弯拉变形;同时,桥面连续结构的刚度和强度相比于桥跨整体结构显得薄弱。因此,桥面连续结构在运营不久后就容易产生裂缝。钢纤维细石混凝土是在混凝土基体中掺加适量细短钢纤维得到的一种复合材料,具有强度高、韧性表现好等特点。本文利用钢纤维细石混凝土对桥面连续结构在接缝处进行局部增强,并展开相应的研究。主要工作和成果如下:(1)基于课题组前期调配结果,利用正交法优化设计一组强度在60MPa左右、具有良好流动性的自密实钢纤维细石混凝土配合比,探究水泥用量、粉煤灰置换率、砂率以及钢纤维体积率对SFRC-FA的抗压强度、劈裂抗拉强度以及四点抗弯强度的影响规律,并利用综合平衡法确定最优配合比为:水泥掺量470kg/m3,粉煤灰置换率25%,钢纤维体积率1.8%,砂率55%。并结合SEM和X-CT技术从微观角度来分析钢纤维细石混凝土的破坏机理。同时,在SFRC-FA制备过程中,探究了搅拌时间对拌合物状态的影响规律。最终调配得到的钢纤维细石混凝土应用于实际工程和桥面连续板模型试件中。(2)将桥面连续板在接缝处的普通混凝土替换成钢纤维细石混凝土进行局部增强,探究钢纤维细石混凝土替换区域宽度和配筋率对桥面连续板力学性能的影响。设计制作了 9组不同类别的钢纤维细石混凝土桥面连续板模型试件,并进行三点弯曲静力试验。对试件破坏特征及裂缝发展、中性轴、荷载挠度关系、钢筋应变等几个方面进行了比较和分析,并结合ABAQUS有限元数值仿真软件进行了模型校核与验证,得出一种可以适当减小配筋率且钢纤维混凝土替换区域宽度以500mm最佳的设计方案,对改善桥面连续板的力学性能具有一定的作用。(3)基于三点弯曲静力试验结果,设计制作了 10组不同类别的钢纤维细石混凝土桥面板模型试件和3组普通混凝土桥面板模型试件,采用四点弯曲静力加载方式。通过对试件破坏特征及裂缝发展、中性轴、荷载位移关系、承载力、刚度及延性等几个方面进行比较和分析,探究钢纤维细石混凝土替换区域宽度和配筋率对桥面连续板力学性能的影响,发现利用钢纤维细石混凝土局部增强桥面连续板显着提升桥面板试件的抗弯承载力、刚度和延性,延缓试件的开裂,同时也减缓了截面中和轴上升,有效提升试件的协同变形能力。试件内部配筋率的变化与试件的承载力变化、刚度变化、起裂荷载变化呈正相关,但与试件延性变化呈负相关。
罗军[6](2019)在《钢-UHPC轻型组合桥面结构力学性能及裂缝宽度计算理论研究》文中指出钢-UHPC轻型组合桥面结构是由正交异性钢桥面板与配筋超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,简称UHPC)层通过较短的大头栓钉组合而成的新型桥面结构,为解决正交异性钢桥面板钢结构疲劳开裂以及沥青铺装层容易破损等难题提供了新的思路。钢-UHPC轻型组合桥面结构新颖,UHPC层较薄,栓钉和钢筋布置较密,保护层厚度较小,致使结构受力复杂,但目前在钢纤维类型、保护层厚度、栓钉间距、配筋率和UHPC层厚度等主要设计参数对钢-UHPC组合结构横向受弯和纵向受弯性能的影响方面研究较少,横向受弯疲劳性能缺乏研究,同时缺乏考虑钢-UHPC轻型组合桥面结构特点和主要设计参数影响的钢-UHPC轻型组合桥面结构裂缝宽度计算理论。因此,本文开展了以下研究:(1)研究了纤维含量和类型对UHPC材料性能和钢-UHPC组合板受弯性能的影响。进行了包含两种纤维类型(直纤维、混杂纤维)和四种纤维含量(2%、2.5%、3%、3.5%)在内的八组材料性能试验,获得了纤维类型和纤维含量对抗压强度、弹性模量、抗折强度等基本材料性能的影响规律。在此基础上,进行8个不同混杂纤维类型(直线混杂纤维和端勾混杂纤维)的钢-UHPC组合板负弯矩受弯试验,从结构受力层面揭示了不同混杂纤维类型对钢-UHPC轻型组合桥面结构受弯性能的影响。(2)系统研究了主要设计参数对钢-UHPC轻型组合桥面结构横向受弯性能和纵向受弯性能的影响规律。综合考虑保护层厚度、配筋率、栓钉间距、UHPC层厚度四个主要设计参数进行了40个钢-UHPC组合板和8个钢-UHPC组合梁负弯矩受弯试验,系统研究主要设计参数对钢-UHPC轻型组合桥面结构横向受弯性能和纵向受弯性能的影响,得到了构件的失效模式、荷载-跨中位移曲线、应变响应、裂缝的产生扩展和分布特征、钢板与UHPC层之间的滑移、钢筋应力特征等结果。根据试验现象,提出了通过线弹性分析而不是复杂的非线性分析来获得钢-UHPC轻型组合桥面结构开裂应力计算方法。针对主要设计参数对开裂应力、极限承载力和平均裂缝间距的影响进行了讨论,得到了主要设计参数对其影响大小的敏感性排序。提出了钢-UHPC组合结构极限承载力计算理论,根据所提极限承载力计算方法得到的计算值和试验实测值吻合较好,可用于钢-UHPC轻型组合桥面结构的设计。(3)考虑钢-UHPC轻型组合结构的特点和主要设计参数的影响,提出了钢-UHPC轻型组合桥面结构纵向和横向钢筋应力计算理论,并将计算值与40个配筋钢-UHPC组合板和8个钢-UHPC组合梁的试验实测结果进行了对比,吻合较好,可用于钢-UHPC轻型组合桥面结构钢筋应力的计算。(4)提出了考虑主要设计参数影响下的钢-UHPC轻型组合桥面结构裂缝宽度计算理论。首先基于我国的混凝土结构设计规范(GB50010-2010)、纤维混凝土结构技术规程(CECS38:2004)、欧洲模型规范(MC2010)中的裂缝宽度计算方法和配筋UHPC裂缝宽度计算方法对钢-UHPC轻型组合桥面结构裂缝宽度计算的适用性进行了验证,结果表明,根据这些裂缝宽度计算方法得到的计算值和试验实测值差别较大,并对原因进行了分析。根据试验结果和钢-UHPC组合结构裂缝产生和发展的规律,在混凝土结构设计规范(GB50010-2010)的基础上,对平均裂缝间距、钢筋应变不均匀系数计算公式进行了修正,提出了考虑主要设计参数影响下的钢-UHPC轻型组合桥面结构裂缝宽度计算模型,并对其适用性进行了验证,结果表明,本文所提的钢-UHPC轻型组合桥面结构裂缝宽度计算方法能够较为准确的预测裂缝宽度并且保证率超过95%,可用于钢-UHPC轻型组合桥面结构的设计。(5)对钢-UHPC轻型组合桥面结构横向受弯疲劳性能进行了试验研究及技术的可行性进行评估。首先基于实际工程虎门大桥建立了局部有限元分析模型,得到设计荷载作用下UHPC层的最大拉应力和正交异性板常见疲劳细节的应力降幅。然后进行了钢-UHPC轻型组合桥面结构横向受弯疲劳试验,对其横向受弯疲劳性能进行研究。最后,结合试验结果,从静力性能和疲劳性能方面对钢-UHPC轻型组合桥面结构技术的可行性进行评估。结果表明,增加60mm厚UHPC层可以明显降低钢桥面主要疲劳细节的应力幅度,降幅为44.8%-90%,钢桥面疲劳开裂风险大幅降低。在设计应力幅下,钢-UHPC组合板构件在经历6612万次疲劳循环后,UHPC表面出现裂缝宽度为0.05mm的裂缝,远超1000万次无限疲劳寿命要求,且构件刚度基本未折减,表明钢-UHPC轻型组合桥面结构有较好的横向受弯疲劳性能。根据静力和疲劳试验结果,具有45-60mm厚UHPC层的钢-UHPC轻型组合桥面结构的力学性能完全可以满足工程需要,方案是可行的。
仵卫伟[7](2019)在《聚合物钢纤维混凝土钢桥面铺装材料耐久性能研究》文中研究说明随着钢箱梁桥技术的飞速发展及大范围推广应用,其钢桥面铺装已成为世界公认的技术难题之一。目前该桥型主流的铺装材料以沥青类为主,但是沥青类铺装材料在耐久性、稳定性等方面仍存在很大的问题。本文基于课题组近些年来对聚合物钢纤维混凝土(Steel Fiber Reinforced Polymer Concrete,文中简称SFRPC)材料力学性能及其在钢桥面铺装中的工程应用研究的基础上,通过理论分析、试验研究并结合数值模拟的方式从SFRPC的耐久性能进行研究,主要研究内容和结论包括:1、基于耐久性对聚合物钢纤维混凝土进行了数值分析,通过对比有无钢纤维加入的情况下,裂纹尖端应力强度因子值、应力集中极值和位移极值大小变化来说明钢纤维的阻裂效益;研究发现:在围线积分模型中钢纤维的掺入使得裂纹处最大位移量减少了26.01%,最大应力减少了60.42%,裂纹尖端应力强度因子减少了49.34%。2、对于环境耐久性方面的研究,主要进行了改变养护方式和加入特殊环境因素来模拟实际工程中的不同环境场景:高低温循环、高低温水浴及硫酸盐侵蚀影响。结果发现:SFRPC在不同温度梯度下,温度从低温-15℃到高温60℃时,其强度逐渐降低,范围为21.66MPa17.65MPa,通过与普通混凝土在30℃和60℃时抗折强度对比得知:SFRPC的强度分别是普通混凝土的2.13倍和2.85倍;SFRPC在不同温度水浴下,温度从低温-15℃到高温60℃时,其强度逐渐降低,范围为20.36MPa15.68MPa,对比无水高低温循环环境发现SFRPC的抗折强度值在水浴条件下削减度最高为11.69%,最低6.01%;SFRPC在抗硫酸盐侵蚀试验中研究发现:同等条件下,SFRPC耐腐蚀度为81.31%而普通混凝土的耐腐蚀度为69.33%。3、对SFRPC材料进行承载耐久性疲劳试验研究,利用Weibull两参数和三参数分布函数得到了SFRPC的疲劳方程:Weibull两参数P-S-N疲劳寿命方程:S-lgN:S=A-0.10005lgN、lgS-lgN:lgS=lga-0.06974lgN;Weibull三参数P-S-N疲劳寿命方程:S-lgN:S=A-0.10063lgN、lgS-lgN:lgS=lga-0.07012lgN。根据分析疲劳试验下试件的疲劳应力-应变曲线变化规律得出:随着荷载循环进行试件内部损伤逐渐叠加,疲劳应变越来越大直到破坏,破坏前最大应变数值在1300με1500με之间,残余疲劳应变数值在500με1200με之间;根据分析试件弹性模量随循环次数增加的变化规律得出:随着循环次数的增加,材料弹性模量逐渐降低直至试件破坏,破坏时弹性模量均值为初始模量的58.56%,并得到SFRPC试件内部损伤演化方程。
朱志威[8](2019)在《聚合物钢纤维混凝土钢桥面铺装结构性能研究》文中研究说明由于大跨径钢桥面铺装的使用条件和要求均远高于普通路面,其铺装一直是该桥型建设的世界公认难题之一。本文在前期聚合物钢纤维混凝土(Steel Fiber Reinforced Polymer Concrete,简称SFRPC)材料优异的力学性能基础上采用理论分析、数值模拟、试验研究相结合的方法对聚合物钢纤维混凝土钢桥面铺装结构性能进行研究,主要研究内容和结论包括:1.论文运用复合材料力学理论、纤维间距理论、裂纹尖端闭合力模型,理论分析了聚合物钢纤维混凝土的阻裂增强机理。2.对聚合物钢纤维混凝土的主要材料物理力学性能进行研究,主要包括坍落度试验,干缩性能试验,不同龄期下抗压、抗折试验,抗压弹模试验等,试验结果表明:(1).聚合物钢纤维混凝土具有较好的和易性,不同龄期下其干缩率比普通混凝土下降50%以上。(2).其前期的抗压、抗折强度上升较慢,后期强度上升明显,其中28d的抗压、抗折强度能分别达到50MPa和10MPa以上。(3)材料的弹性模量达到34.4GPa,运用于钢桥面铺装中可以很好的改善铺装层变形过大等问题。3.论文根据聚合物钢纤维混凝土的材料特点,设计了两种铺装结构:单层铺装和带磨耗层的双层铺装,进行铺装结构性能复合小梁试验,试验结果表明:(1).聚合物钢纤维混凝土作为铺装层与钢板形成的复合结构的正、负弯矩下的弯拉刚度明显高于改性沥青SMA和环氧沥青铺装层形成的复合结构的弯拉刚度,其中正弯矩下前者刚度分别为后两者刚度的14.4倍和4.7倍。(2).单层铺装结构中增加铺装厚度可以明显的提高正弯矩下结构的弯拉刚度和复合结构的承载力,其中80mm铺装厚度为60mm铺装厚度的弯拉刚度的2.74倍。(3).带磨耗层的双层铺装结构弯拉刚度远高于单层铺装结构弯拉刚度,其中10mm+70mm结构刚度为单层70mm结构刚度的1.6倍。(4).负弯矩作用下的结构承载力远不如正弯矩作用下结构的承载力,且厚度的增加对承载力的贡献不大。(5).无论模拟正负弯矩作用,结构在承受极限荷载作用下,仍具有一定的延性破坏特征,证明聚合物钢纤维混凝土具有良好的力学性能,是理想的钢桥面铺装材料。4.对聚合物钢纤维混凝土与钢板界面粘结层设计了弯拉试验、剪切试验、拉拔试验,对聚合物钢纤维混凝土与磨耗层界面粘结层设计了弯拉试验、剪切试验试验,试验方案均为偏保守设计。其中常温下自制粘结剂I形成的界面的剪切强度、弯拉强度、拉拔强度分别能达到4.7MPa,6.2MPa,3.9MPa,远高于环氧树脂和环氧沥青的粘结强度;常温下自制粘结剂II形成的界面的剪切强度、弯拉强度能达到3.5MPa和2.6MPa,远高于水泥净浆的粘结强度。界面粘结剂I和II破坏界面均粘附有较多混凝土,证明界面粘结强度强于自身强度。5.对铺装结构进行了数值模拟分析。分析表明:(1)在横隔板附近处纵、横向最大层间剪应力水平均达到峰值,且变化较快。(2).较高弹性模量下可以明显降低铺装层的最大竖向位移和铺装层的最大横向拉应力,但铺装层最大纵向拉应力水平也较高。(3).铺装层和钢板之间的层间剪应力水平较高,对比自制粘结剂I、II形成的界面粘结强度远高于计算模拟结果。
郭万里[9](2019)在《早强型超高性能混凝土制备方法研究》文中研究表明近年来,随着交通流量日益增长,很多公路桥梁出现了不同程度的损坏,桥梁表面及桥梁接缝处的缺陷、裂缝虽然不会对桥梁结构产生直接影响,但如果不及时处理,随着时间推移,必然会造成桥梁耐久性和安全性降低。目前,如何对桥梁进行有效、长久的维修加固,已经是我们急需解决的难题。UHPC和普通混凝土相比具有极高的力学性能和极高的韧性、耐久性能,因此将UHPC用于桥梁桥面缺陷修复及桥梁接缝加固可有效解决常规维修材料耐久性不足的问题。本文通过对UHPC内部微结构作用机理研究,提出适合桥梁修复的早期强度高且早期收缩相对较小的超高性能混凝土组成设计和制备技术;主要研究早强组分碳酸锂与纳米CaCO3分别在单掺及复掺时对UHPC早期力学性能发展及早期自收缩的影响,取得研究结果如下:(1)碳酸锂对UHPC的流动性无明显影响,纳米CaCO3对UHPC流动性影响较大,随着纳米CaCO3掺量的增加,UHPC的流动度不断下降,在其掺量达到6%时,浆体较为粘稠,流动性较差,推荐掺量在2%4%,在该掺量下的UHPC流动性较好,试件容易成型。(2)分别单掺碳酸锂与纳米CaCO3时,UHPC早期强度均有显着提升,当碳酸锂掺量在0.075%0.1%之间时,增长趋势趋于平缓,最高可使1d抗压强度提升44%左右,1d抗折强度提高28%左右,但随着碳酸锂掺量的增加会对UHPC的28d强度造成不利影响;纳米CaCO3合理掺量在3%左右,1d抗压强度最多增长45%,抗折强度增长28%,且对基体28d强度仍有增强作用;在两种材料复掺时,由于协同作用,使得UHPC的1d强度大幅度提升,并且由于纳米CaCO3的作用,避免了28d抗压强度的损失,1d抗压强度最高可达到72.1MPa,增幅达68%,1d抗折强度可达到13.9MPa,增幅达38%,建议掺量分别为碳酸锂0.075%0.1%、纳米CaCO33%4%。(3)单掺纳米CaCO3与碳酸锂均会增加UHPC的早期自收缩。纳米CaCO3在2%4%掺量下会使UHPC早期自收缩增大50%以上;碳酸锂能使UHPC早期自收缩增加16%67%;在碳酸锂与纳米CaCO3复合会大幅度增加UHPC自收缩值。(4)碳酸锂与纳米CaCO3复合掺入作用下,由于Li+较强的极化作用加速了水泥颗粒表面水化保护膜的破坏,加快了水泥水化速率;另一方面由于纳米CaCO3的微集料效应,使得UHPC的结构更为致密,降低了其内部的缺陷,从而提高了UHPC的早期强度和韧性;(5)通过综合考虑,选择桥面缺陷快速修补材料的组成配合比如下:水胶比为0.18,砂灰比为1.1,硅灰掺量为20%,粉煤灰与矿粉掺量均为5%,聚羧酸高效减水剂掺量为1%(外掺法),碳酸锂与纳米CaCO3掺量分别为0.075%、3%(均为与水泥含量的比例);选择桥梁接缝处的修复加固材料的组成配合比:水胶比为0.18,砂灰比为1.1,硅灰掺量为20%,粉煤灰与矿粉掺量均为5%,聚羧酸高效减水剂掺量为1%(外掺法),碳酸锂掺量为0.075%。
张伟[10](2019)在《钢桥面抗裂延性铺装材料特性及疲劳性能研究》文中研究指明钢结构桥梁由于具有自重轻、承载能力高以及施工迅速等优点,目前已经成为特大桥和大桥建设时所首选的跨线结构形式之一。但是结合已有的工程应用可以发现,由于受到桥面系局部受力分布不均匀、表面负弯矩、焊缝热点应力、环境温度以及超载等方面的影响,很多在役的钢结构桥梁正面临着日益凸显的铺装层病害问题,对路用性能乃至主体结构的使用安全与耐久性造成极为不利的影响。为了改善桥面系受力状况,提高铺装层长期使用寿命,本文提出采用抗裂延性的应变硬化水泥基复合材料(Strain Hardening Cementitious SHCCs)进行铺装结构设计。利用材料所具有的优异的适应变形能力、控制裂缝能力以及抵抗疲劳破坏能力,为解决钢桥面铺装层病害难题提供有效的途径。主要研究工作如下:(1)在传统SHCCs设计理论基础上,采用聚丙烯(PP)纤维、亲水性聚乙烯醇(HPVA)纤维以及普通混凝土用原材料进行配合比设计。通过对不同组分试件进行抗压、抗折、单轴拉伸以及抗冲击试验,分析了纤维种类和掺量对材料力学性能的影响。采用抗氯离子渗透试验、抗碳化试验以及钢筋锈蚀试验,验证了所设计材料的长期使用性能。采用场发射环境扫面电镜(SEM)对纤维以及硬化水泥浆体进行观测,阐述了纤维界面形式以及原材料组成对硬化水泥浆体微观结构作用机理。(2)对不同配比材料进行不同尺寸立方体抗压力学性能试验,分析了纤维种类及掺量对SHCCs单轴压缩尺寸效应的影响,得到了不同立方体尺寸试件抗压时的尺寸效应度以及尺寸换算系数,并推荐采用100mm立方体试件作为该类型材料抗压强度测试时的标准试件。(3)采用四点弯曲试验方法对材料承受弯曲荷载作用时的力学性能进行分析,论证了采用既有混凝土标准进行SHCCs弯曲韧性表征时的不适用性,并最终提出了能同时满足不同纤维种类、掺量以及受力阶段的SHCCs弯曲韧性表征方法。(4)设计了不同截面厚度的铺装层模型构件并对其进行加载,分析了截面厚度对铺装层承载特性的影响。通过对现浇60mm厚SHCCs的钢桥面板组合构件进行加载试验,验证了采用抗裂延性的SHCCs进行钢桥面铺装设计的可行性。(5)对SHCCs钢桥面板组合构件进行疲劳加载试验,通过将水泥基材料的Weibull疲劳寿命概率分布方程用于分析组合构件的疲劳寿命概率分布,建立了组合板在不同应力水平条件下的S-N疲劳寿命预测模型。采用有限元方法对钢桥面铺装结构进行了疲劳荷载验算,分析了 SHCCs铺装对钢桥面板以及沥青混凝土铺装受力特性的改善作用。
二、钢纤维混凝土在公路桥梁桥面铺装工程中的应用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、钢纤维混凝土在公路桥梁桥面铺装工程中的应用(论文提纲范文)
(1)水泥混凝土桥面铺装层早期开裂控制及层间粘结性能提升研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究的背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 桥面铺装层相关设计理论研究现状 |
1.2.2 水泥混凝土桥面铺装层早期开裂控制研究现状 |
1.2.3 水泥混凝土桥面铺装层层间粘结研究现状 |
1.3 论文主要研究内容 |
1.4 技术路线 |
第二章 水泥混凝土桥面铺装层损伤调查及病害分析 |
2.1 主要桥面铺装形式 |
2.2 水泥混凝土桥面铺装层病害调查 |
2.2.1 水泥混凝土桥面铺装层典型病害 |
2.2.2 水泥混凝土桥面铺装层病害及使用寿命统计 |
2.3 水泥混凝土桥面铺装层病害成因分析 |
2.3.1 桥梁结构形式 |
2.3.2 铺装层结构设计 |
2.3.3 铺装层早期裂缝 |
2.4 本章小结 |
第三章 水泥混凝土桥面铺装层早期开裂控制措施研究 |
3.1 塑性收缩变形及开裂控制 |
3.1.1 塑性收缩变形预估 |
3.1.2 塑性收缩开裂评价 |
3.2 温度收缩变形及开裂控制 |
3.3 干缩和化学减缩变形及开裂控制 |
3.4 桥面铺装层早期开裂控制措施 |
3.4.1 防止塑性收缩开裂措施 |
3.4.2 防止温度收缩变形开裂措施 |
3.4.3 防止化学减缩变形开裂技术措施 |
3.5 桥面铺装层裂缝实例分析 |
3.5.1 工程概况 |
3.5.2 裂缝调查与检测 |
3.5.3 裂缝的类型 |
3.5.4 裂缝产生的原因分析与判断 |
3.5.5 裂缝的影响程度 |
3.5.6 裂缝处理 |
3.6 本章小结 |
第四章 桥面铺装混凝土层间粘结性能提升措施研究 |
4.1 粘结性能提升措施分析 |
4.2 试验设计 |
4.2.1 试验思路 |
4.2.2 试验原材料 |
4.2.3 试件制作 |
4.2.4 试验方法 |
4.3 试验结果分析与讨论 |
4.3.1 后浇混凝土强度影响 |
4.3.2 切槽法构造粗糙度对粘结强度的影响 |
4.3.3 切槽法构造粗糙度效果评价 |
4.3.4 主要切槽参数对粘结劈拉强度影响的显着性分析 |
4.4 主要切槽参数下劈拉性能数值模拟 |
4.4.1 计算模型的建立 |
4.4.2 材料参数与本构关系 |
4.4.3 粘结面界面处理 |
4.4.4 边界约束条件建立与网格划分 |
4.4.5 模拟结果分析与讨论 |
4.5 切槽参数对粘结面劈拉强度影响预测模型 |
4.5.1 粘结劈拉强度神经网络模型 |
4.5.2 粘结劈拉强度多项式拟合模型 |
4.5.3 两种预测模型预测效果比较 |
4.6 本章小结 |
第五章 结论与建议 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
(2)钢箱梁桥面高性能铺装层试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外钢箱梁桥面铺装研究现状 |
1.2.1 钢桥面铺装材料研究现状 |
1.2.2 钢桥面铺装结构形式研究现状 |
1.2.3 存在的问题与研究展望 |
1.3 研究的目的与意义 |
1.4 研究的主要内容 |
1.5 研究方法 |
第2章 钢箱梁桥面沥青混合料优化设计 |
2.1 试验材料 |
2.1.1 沥青 |
2.1.2 矿料 |
2.1.3 矿料级配 |
2.1.4 纤维 |
2.1.5 最佳油石比 |
2.2 试验研究 |
2.2.1 纤维作用机制 |
2.2.2 试验方案设计 |
2.2.3 试验结果 |
2.3 试验结果分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 陶粒轻质混凝土制备与性能研究 |
3.1 陶粒轻质混凝土概述及试验材料 |
3.1.1 陶粒轻质混凝土概述 |
3.1.2 试验材料 |
3.2 试验研究 |
3.2.1 试验方案设计 |
3.2.2 配合比计算 |
3.2.3 试验方法 |
3.3 试验结果分析 |
3.3.1 工作性分析 |
3.3.2 极差分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 钢箱梁桥面复合铺装层受力特性分析 |
4.1 有限元模型及基本假设 |
4.1.1 有限元基本原理 |
4.1.2 有限元模型 |
4.1.3 基本假设 |
4.2 复合铺装结构有限元分析模型 |
4.2.1 有限元基本参数 |
4.2.2 荷载简化和荷位布置 |
4.3 铺装层上面层受力特性分析 |
4.3.1 纵桥向受力分析 |
4.3.2 横桥向受力分析 |
4.4 铺装层下面层受力特性分析 |
4.5 铺装层与钢顶板间剪应力分析 |
4.6 铺装层参数影响分析 |
4.6.1 刚性下面层厚度影响分析 |
4.6.2 剪力连接键直径影响分析 |
4.6.3 剪力连接键高度影响分析 |
4.6.4 剪力连接键布置间距影响分析 |
4.7 本章小结 |
第5章 铺装结构层间抗剪性能研究 |
5.1 轻质混凝土-沥青面层层间抗剪性能研究 |
5.1.1 防水粘结层设置 |
5.1.2 同步碎石防水粘结层技术要求 |
5.1.3 轻质混凝土-沥青面层层间抗剪强度试验 |
5.2 轻质混凝土-钢顶板层间抗剪性能研究 |
5.3 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
(3)寒冷地区钢纤维—橡胶混凝土的桥面应用性能试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究目的及意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 桥面铺装研究现状 |
1.3.2 橡胶混凝土研究现状 |
1.3.3 钢纤维混凝土研究现状 |
1.3.4 钢纤维-橡胶混凝土研究现状 |
1.4 研究内容与技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
1.5 创新点 |
第2章 试验材料及试验设计 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验设计 |
2.2.1 配合比设计 |
2.2.2 试件设计 |
2.2.3 试件制备 |
2.2.4 主要仪器设备 |
2.3 本章小结 |
第3章 钢纤维-橡胶混凝土抗冻性能研究 |
3.1 冻融作用下混凝土表观变化形态 |
3.2 冻融作用下混凝土微观变化形态 |
3.3 质量损失率 |
3.4 相对动弹性模量 |
3.5 冻融损伤及寿命预测 |
3.5.1 冻融损伤分析 |
3.5.2 寿命预测 |
3.6 本章小结 |
第4章 冻融作用下钢纤维-橡胶混凝土力学性能研究 |
4.1 冻融作用下钢纤维-橡胶混凝土抗压性能 |
4.1.1 抗压强度 |
4.1.2 抗压强度损失率 |
4.1.3 抗压破坏形态 |
4.2 冻融作用下钢纤维-橡胶混凝土抗拉性能 |
4.2.1 抗拉强度 |
4.2.2 抗拉强度损失率 |
4.2.3 抗拉破坏形态 |
4.3 冻融作用下钢纤维-橡胶混凝土抗冲击性能 |
4.3.1 抗冲击次数 |
4.3.2 抗冲击耗能 |
4.3.3 抗冲击破坏形态 |
4.3.4 冲击寿命预测 |
4.4 本章小结 |
第5章 钢纤维-橡胶混凝土应用于桥面铺装的可行性分析 |
5.1 工程应用分析 |
5.1.1 技术应用分析 |
5.1.2 经济应用分析 |
5.2 技术经济分析 |
5.3 本章小结 |
结论与展望 |
主要结论 |
研究展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间所发表的学术成果 |
致谢 |
(4)经济型超高性能混凝土在正交异性钢桥面铺装中的应用及经济效益分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 正交异性钢桥面板铺装的发展与研究现状 |
1.2.1 正交异性钢桥面板的出现及发展 |
1.2.2 常规正交异性钢板钢桥面铺装类型及特点 |
1.2.3 常规正交异性板钢桥面铺装特点及常见病害 |
1.2.4 常规正交异性钢板钢桥面铺装的改进研究 |
1.3 经济型超高性能混凝土正交异性钢桥面铺装 |
1.3.1 超高性能混凝土的发展与研究现状 |
1.3.2 超高性能混凝土的技术经济优化研究 |
1.3.3 经济型超高性能混凝土正交异性钢桥面铺装概念的提出 |
1.4 研究目标、研究内容和技术路线 |
1.4.1 研究目标 |
1.4.2 研究内容 |
1.4.3 技术路线 |
第二章 正交异性钢桥面铺装工程应用案例分析及启示 |
2.1 常规正交异性板钢桥面铺装工程应用案例分析 |
2.1.1 施工质量控制措施 |
2.1.2 施工成本控制措施 |
2.1.3 工程应用效果 |
2.2 超高性能混凝土桥面铺装在正交异性钢桥面工程应用案例分析 |
2.2.1 施工质量控制措施 |
2.2.2 施工成本控制措施 |
2.2.3 工程应用效果分析 |
2.3 正交异性钢桥面铺装工程应用的启示 |
第三章 超高性能混凝土在正交异性钢桥面应用的关键因素和施工措施保证 |
3.1 材料配合比对超高性能混凝土性能的影响 |
3.1.1 配合比设计原则 |
3.1.2 配合比试设计 |
3.1.3 经济型超高性能混凝土配合比方案 |
3.2 施工工艺对超高性能混凝土性能的影响 |
3.2.1 工艺试验方法 |
3.2.2 工艺试验结果 |
3.3 施工作业方法和技术措施对超高性能混凝土性能的影响 |
3.3.1 工程概况 |
3.3.2 施工总体部署及规划 |
3.3.3 主要施工作业方法与技术措施 |
3.3.4 超高性能混凝土输送及摊铺 |
3.3.5 超高性能混凝土桥面铺装养护措施 |
3.3.6 超高性能混凝土的材料力学性能检验 |
3.3.7 超高性能混凝土施工质量控制措施经验总结 |
3.4 本章小结 |
第四章 经济性超高性能混凝土钢桥面铺装的经济效益分析 |
4.1 不同正交异性板桥面铺装材料全寿命成本价格分析 |
4.1.1 材料成本分析 |
4.1.2 施工成本分析 |
4.1.3 运营期养护成本分析 |
4.1.4 全寿命周期成本分析 |
4.2 本章小节 |
第五章 结论与展望 |
5.1 主要结论 |
5.2 研究展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(5)钢纤维细石混凝土性能优化及在桥面连续结构的应用研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 桥面连续简支梁桥的病害 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 现有桥面连续构造形式 |
1.3.2 桥面连续结构研究现状 |
1.3.3 钢纤维混凝土材料的研究与应用现状 |
1.3.4 钢纤维混凝土桥面板的研究现状 |
1.4 本文主要研究内容 |
2 正交法优化钢纤维细石混凝土性能及其微观结构分析 |
2.1 试验概况 |
2.1.1 试验原材料 |
2.1.2 钢纤维细石混凝土制备工艺 |
2.1.3 和易性能测试与力学性能测试试验设备、测量仪器 |
2.1.4 和易性能测试与力学性能测试试验方案 |
2.2 正交试验设计概述 |
2.2.1 正交试验设计的意义 |
2.2.2 正交法试验设计步骤 |
2.2.3 正交表的介绍 |
2.2.4 正交试验分析 |
2.3 钢纤维细石混凝土正交试验的水平与参数设置 |
2.4 结果与分析 |
2.4.1 搅拌时间对和易性的影响规律 |
2.4.2 力学性能试验结果及分析 |
2.4.3 最优配比的确定 |
2.4.4 微观机理分析 |
2.5 本章小结 |
3 钢纤维混凝土增强桥面连续板三点弯曲静力试验 |
3.1 前言 |
3.2 试件设计 |
3.2.1 设计原则 |
3.2.2 试件尺寸及配筋 |
3.3 材料基本力学性能 |
3.3.1 钢纤维混凝土 |
3.3.2 普通混凝土 |
3.3.3 钢筋 |
3.4 试件制作 |
3.4.1 应变片、位移计布置 |
3.4.2 试件浇筑 |
3.4.3 加载设备及加载机制 |
3.4.4 试件安装及试验准备 |
3.4.5 观察内容 |
3.5 理论抗弯承载力计算 |
3.6 试验结果及分析 |
3.6.1 破坏特征及裂缝发展 |
3.6.2 荷载挠度关系 |
3.6.3 钢筋应变分析 |
3.6.4 中性轴及截面应变分布 |
3.7 基于ABAQUS对桥面连续板三点弯曲静力试验的数值分析 |
3.7.1 有限元模型建立 |
3.7.2 结果分析 |
3.8 本章小结 |
4 钢纤维混凝土增强桥面连续板四点弯曲静力试验 |
4.1 前言 |
4.2 试件尺寸及配筋 |
4.3 材料基本力学性能 |
4.3.1 钢纤维细石混凝土 |
4.3.2 普通混凝土 |
4.3.3 钢筋 |
4.4 试件制作 |
4.4.1 应变片布置及位移计布置 |
4.4.2 试件浇筑 |
4.4.3 理论抗弯承载力计算 |
4.4.4 加载设备及加载机制 |
4.5 试验结果及分析 |
4.5.1 破坏形态 |
4.5.2 荷载位移关系 |
4.5.3 试件挠度曲线及应变分析 |
4.5.4 承载力分析 |
4.5.5 刚度及延性 |
4.5.6 界面开裂 |
4.6 本章小结 |
5 SFRC-FA的工程应用 |
5.1 工程概况 |
5.2 钢纤维细石混凝土 |
5.2.1 原材料 |
5.2.2 具体施工材料配比 |
5.3 施工概况 |
5.3.1 施工工艺 |
5.3.2 SFRC-FA搅拌工艺 |
5.4 材料现场检测 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简介 |
在读期间取得的科研成果 |
(6)钢-UHPC轻型组合桥面结构力学性能及裂缝宽度计算理论研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 正交异性钢桥面板的概述 |
1.2 正交异性钢桥面板的常见病害 |
1.2.1 正交异性钢桥面板疲劳开裂 |
1.2.2 沥青铺装层破坏 |
1.2.3 本文采用的桥面方案-轻型组合桥面结构 |
1.3 本文研究目的及国内外研究综述 |
1.3.1 本文的研究目的 |
1.3.2 UHPC的基本性能与工程应用 |
1.3.3 钢-UHPC轻型组合桥面结构纵横向受弯性能研究现状 |
1.3.4 钢-UHPC轻型组合桥面结构疲劳性能研究现状 |
1.3.5 钢-UHPC轻型组合桥面结构裂缝宽度计算理论研究现状 |
1.4 本文的研究内容与创新点 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
1.4.3 本文的创新点 |
第2章 纤维含量和类型对UHPC材料性能和组合板受弯性能的影响 |
2.1 本章研究概况 |
2.2 纤维含量和类型对UHPC材料性能的影响 |
2.2.1 材料性能试验设计 |
2.2.2 试验结果及分析 |
2.3 纤维类型对钢-UHPC组合板受弯性能的影响 |
2.3.1 试验设计 |
2.3.2 构件制作过程和养护方法 |
2.3.3 试验加载和测试方案 |
2.3.4 钢-UHPC组合桥面结构开裂荷载定义准则 |
2.3.5 试验现象 |
2.3.6 试验结果分析与讨论 |
2.4 本章小结 |
第3章 钢-UHPC轻型组合桥面结构横向受弯性能正交试验研究 |
3.1 本章研究概况 |
3.2 试验设计 |
3.3 构件制作过程和养护方法 |
3.4 材料基本性能 |
3.5 试验加载和测试方案 |
3.6 试验结果和分析 |
3.6.1 构件失效模式 |
3.6.2 荷载-跨中位移曲线 |
3.6.3 应变响应 |
3.6.4 构件开裂行为特征和荷载-裂缝宽度曲线 |
3.6.5 钢筋应力分析 |
3.6.6 钢板和UHPC界面滑移 |
3.7 主要设计参数对平均裂缝间距的影响规律分析 |
3.7.1 保护层厚度对平均裂缝间距的影响 |
3.7.2 栓钉间距对平均裂缝间距的影响 |
3.7.3 配筋率对平均裂缝间距的影响 |
3.7.4 UHPC层厚度对平均裂缝间距的影响 |
3.8 主要设计参数对开裂应力的影响规律分析 |
3.8.1 钢-UHPC组合板开裂应力的计算方法 |
3.8.2 配筋率对开裂应力的影响规律 |
3.8.3 保护层厚度对开裂应力的影响规律 |
3.8.4 UHPC层厚度对开裂应力的影响规律 |
3.8.5 栓钉间距对开裂应力的影响规律 |
3.9 主要设计参数对极限承载力的影响规律分析 |
3.9.1 配筋率对极限承载力的影响 |
3.9.2 保护层厚度对极限承载力的影响 |
3.9.3 UHPC层厚度对极限承载力的影响 |
3.9.4 栓钉间距对极限承载力的影响 |
3.10 钢-UHPC组合板极限承载力计算理论 |
3.11 本章小结 |
第4章 钢-UHPC轻型组合桥面结构纵向受弯性能试验研究 |
4.1 本章研究概况 |
4.2 试验设计 |
4.3 构件制作过程和材料性能 |
4.4 试验加载和测试方案 |
4.5 试验结果分析 |
4.5.1 荷载-跨中位移曲线 |
4.5.2 裂缝扩展特征和分布形态 |
4.5.3 应变特征分析 |
4.5.4 钢筋应力分析 |
4.5.5 界面滑移特征分析 |
4.6 主要设计参数对开裂应力的影响 |
4.6.1 钢-UHPC组合梁开裂应力的计算方法 |
4.6.2 主要设计参数对开裂应力的影响规律 |
4.7 本章小结 |
第5章 钢-UHPC轻型组合桥面结构裂缝宽度计算理论 |
5.1 本章研究概况 |
5.2 普通配筋混凝土的裂缝宽度计算理论及对比 |
5.2.1 裂缝宽度经典计算理论 |
5.2.2 各国规范中裂缝宽度计算的理论依据与对比 |
5.3 配筋纤维混凝土的裂缝宽度计算方法及适用性验证 |
5.3.1 基于黏结滑移理论的配筋钢纤维混凝土裂缝宽度计算公式推导 |
5.3.2 各国规范中配筋钢纤维混凝土裂缝宽度计算方法 |
5.3.3 配筋纤维混凝土裂缝宽度计算公式的适用性验证 |
5.4 配筋UHPC的裂缝宽度计算方法及适用性验证 |
5.4.1 基于我国混凝土结构设计规范的修正公式 |
5.4.2 荷兰Delft大学的推导公式 |
5.4.3 德国Kassel大学的推导公式 |
5.4.4 法国超高性能纤维增强混凝土规范的推荐公式 |
5.4.5 配筋UHPC裂缝宽度计算方法的适用性验证 |
5.5 钢-UHPC轻型组合桥面结构钢筋应力计算理论 |
5.5.1 基本假设 |
5.5.2 钢-UHPC轻型组合桥面结构纵向钢筋应力计算方法 |
5.5.3 钢-UHPC轻型组合桥面结构横向钢筋应力计算方法 |
5.6 钢-UHPC轻型组合桥面结构裂缝宽度计算理论 |
5.6.1 组合桥面结构平均裂缝间距的计算 |
5.6.2 钢筋应变不均匀系数的修正 |
5.6.3 构件受力特征系数的讨论 |
5.6.4 钢-UHPC轻型组合桥面结构裂缝宽度预测模型 |
5.7 钢-UHPC轻型组合桥面结构裂缝宽度计算理论适用性验证 |
5.8 本章小结 |
第6章 钢-UHPC轻型组合桥面横向受弯疲劳性能研究及技术可行性评估 |
6.1 本章研究概况 |
6.2 钢-UHPC轻型组合桥面结构方案设计 |
6.2.1 虎门大桥简介 |
6.2.2 方案设计 |
6.3 局部有限元分析 |
6.3.1 有限元模型的建立 |
6.3.2 主要结果及分析 |
6.4 钢-UHPC轻型组合桥面结构横向受弯疲劳性能试验研究 |
6.4.1 试验设计和制作 |
6.4.2 加载方案及测试内容 |
6.4.3 试验结果分析 |
6.5 钢-UHPC轻型组合桥面技术可行性评估 |
6.6 本章小结 |
结论与展望 |
1 本文结论 |
2 本文存在的不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 A(攻读博士学位期间论文和科研情况) |
(7)聚合物钢纤维混凝土钢桥面铺装材料耐久性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 纤维混凝土钢桥面铺装材料发展史 |
1.2.1 纤维混凝土的提出 |
1.2.2 纤维混凝土增强、阻裂机理研究 |
1.3 聚合物钢纤维混凝土研究现状 |
1.3.1 聚合物钢纤维混凝土钢桥面铺装材料研究 |
1.3.2 聚合物钢纤维混凝土增强、阻裂机理研究 |
1.3.3 工程应用实例 |
1.4 本文的主要研究目的和研究内容 |
1.4.1 研究目的 |
1.4.2 主要研究内容 |
第二章 基于耐久性的SFRPC抗裂性能增强机理分析 |
2.1 纤维抵抗裂纹扩展理论研究 |
2.1.1 裂纹扩展与材料耐久性分析 |
2.1.2 裂纹尖端应力强度因子K和裂纹扩展理论的研究与发展 |
2.1.3 钢纤维阻裂机理的研究与发展 |
2.2 围线积分法与扩展有限元XFEM法理论研究 |
2.2.1 围线积分法求解应力强度因子的基本理论 |
2.2.2 扩展有限元XFEM法的理论研究与发展 |
2.3 围线积分法求解应力强度因子在Abaqus中应用 |
2.3.1 模型中的基本参数与网格奇异单元划分 |
2.3.2 围线积分求解K值结果 |
2.4 扩展有限元XFEM法求解应力强度因子在Abaqus中应用 |
2.4.1 模型中的基本参数及裂纹区域网格细化 |
2.4.2 XFEM扩展有限元法求解K值结果 |
2.4.3 围线积分、XFEM、边界配置三种方法的K值结果对比与分析 |
2.5 模型中纤维的有效分布系数及与混凝土间的粘结滑移理论 |
2.5.1 钢纤维的有效分布系数 |
2.5.2 钢纤维与混凝土基体之间的粘结滑移本构关系 |
2.5.3 模拟粘结滑移关系的粘结单元介绍 |
2.6 探究在围线积分法模型中加入钢纤维对K值的影响 |
2.6.1 模型中的基本参数以及前处理过程 |
2.6.2 模型的后处理结果对比与分析 |
2.7 本章小结 |
第三章 SFRPC制备及环境耐久性试验 |
3.1 SFRPC 试验概括 |
3.2 SFRPC的工作性 |
3.2.1 塌落度试验过程 |
3.2.2 塌落度试验结果与分析 |
3.3 SFRPC的弹性模量获取试验 |
3.3.1 试验设计 |
3.3.2 试验结果与分析 |
3.4 微观电镜下SFRPC的结构特征 |
3.4.1 微观电镜试验的准备与实施过程 |
3.4.2 试验现象及分析 |
3.5 抗压试验 |
3.5.1 试验设计 |
3.5.2 试验结果 |
3.5.3 试验结果分析 |
3.6 抗折试验 |
3.6.1 试验设计 |
3.6.2 试验结果 |
3.6.3 试验结果分析 |
3.7 抗硫酸盐侵蚀试验 |
3.7.1 抗硫酸盐侵蚀试验破坏机理 |
3.7.2 试验设计 |
3.7.3 试验结果与分析 |
3.8 不同温度梯度试验 |
3.8.1 试验设计 |
3.8.2 试验结果与分析 |
3.9 不同温度梯度+水试验 |
3.9.1 试验设计 |
3.9.2 试验结果与分析 |
3.10 本章小结 |
第四章 聚合物钢纤维混凝土疲劳试验 |
4.1 SFRPC疲劳试验研究 |
4.2 SFRPC疲劳试验方法 |
4.2.1 试验准备及试验仪器介绍 |
4.2.2 疲劳试验参数 |
4.3 SFRPC疲劳试验结果 |
4.3.1 静荷载试验结果 |
4.3.2 疲劳试验结果 |
4.4 SFRPC疲劳寿命统计分析理论 |
4.4.1 疲劳寿命两参数Weibull分布理论 |
4.4.2 疲劳寿命三参数Weibull分布理论 |
4.5 SFRPC疲劳寿命的Weibull分布检验 |
4.5.1 两参数Weibull分布检验 |
4.5.2 三参数Weibull分布检验 |
4.6 SFRPC的弯曲疲劳强度研究 |
4.6.1 混凝土疲劳方程形式 |
4.6.2 SFRPC的平均S-N曲线 |
4.6.3 两参数Weibull分布的疲劳方程及P-S-N曲线 |
4.6.4 三参数Weibull分布的疲劳方程及P-S-N曲线 |
4.7 SFRPC弯曲疲劳变形 |
4.7.1 SFRPC弯曲疲劳变形研究意义 |
4.7.2 静载应变 |
4.7.3 循环疲劳应变 |
4.7.4 最大疲劳应变和残余疲劳应变 |
4.8 疲劳弹性模量变化规律 |
4.8.1 弹性模量随循环次数的衰减规律 |
4.8.2 SFRPC疲劳变形模量的损伤演化方程 |
4.9 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 本文主要结论 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录A 攻读学位期间取得的研究成果及参与项目 |
附录B 提取Abaqus模型中重叠单元的脚本命令 |
(8)聚合物钢纤维混凝土钢桥面铺装结构性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究的背景与意义 |
1.2 钢桥面铺装的特点和要求 |
1.2.1 钢桥面铺装的特点 |
1.2.2 钢桥面铺装性能要求 |
1.3 常见钢桥面铺装材料和铺装结构研究现状 |
1.3.1 钢桥面铺装材料研究 |
1.3.2 钢桥面铺装结构研究 |
1.4 常见钢桥面铺装病害类型及原因分析 |
1.4.1 钢桥面铺装病害类型 |
1.4.2 钢桥面铺装损坏原因分析 |
1.5 聚合物钢纤维混凝土的提出及应用 |
1.5.1 聚合物钢纤维混凝土的提出 |
1.5.2 聚合物钢纤维混凝土的阻裂增强机理 |
1.5.3 聚合物钢纤维混凝土的抗压增强机理 |
1.5.4 聚合物钢纤维混凝土的应用 |
1.6 聚合物钢纤维混凝土钢桥面铺装结构的提出 |
1.6.1 单层铺装结构设计思路 |
1.6.2 双层铺装结构设计思路 |
1.7 本文研究内容和目的 |
第二章 聚合物钢纤维混凝土材料物理力学性能研究 |
2.1 原材料性能及制备 |
2.1.1 原材料性能 |
2.1.2 聚合物钢纤维混凝土的制备 |
2.2 物理性能 |
2.2.1 毛体积密度 |
2.2.2 干缩性能 |
2.3 坍落度试验 |
2.3.1 坍落度筒法试验过程 |
2.3.2 坍落度筒法试验结果 |
2.4 抗压试验 |
2.4.1 抗压试验设计及过程 |
2.4.2 试验结果及分析 |
2.5 抗折试验 |
2.5.1 抗折试验设计及过程 |
2.5.2 抗折试验结果及分析 |
2.6 弹模试验 |
2.6.1 弹模试验设计及过程 |
2.6.2 试验结果及分析 |
2.7 磨耗层(聚合物骨架空隙混凝土)物理力学性能介绍 |
2.8 本章小结 |
第三章 聚合物钢纤维混凝土铺装结构性能试验研究 |
3.1 试验设计 |
3.1.1 试验目的与内容 |
3.1.2 试件制作 |
3.2 铺装材料对比结构静力试验 |
3.2.1 正弯矩模拟作用下铺装结构性能分析 |
3.2.2 负弯矩模拟作用下铺装结构性能分析 |
3.3 铺装厚度对比结构静力试验 |
3.3.1 正弯矩模拟作用下铺装结构性能分析 |
3.3.2 负弯矩模拟作用下铺装结构性能分析 |
3.4 铺装形式对比结构静力试验 |
3.4.1 正弯矩模拟作用下铺装结构性能分析 |
3.4.2 负弯矩模拟作用下铺装结构性能分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 聚合物钢纤维混凝土界面粘结试验研究 |
4.1 界面粘结机理 |
4.2 防水粘结层的作用和要求 |
4.3 界面粘结类型 |
4.4 聚合物钢纤维混凝土与钢板粘结试验研究 |
4.4.1 剪切试验 |
4.4.2 弯拉试验 |
4.4.3 拉拔试验 |
4.5 聚合物钢纤维混凝土与聚合物骨架空隙混凝土粘结试验研究 |
4.5.1 弯拉试验 |
4.5.2 剪切试验 |
4.6 本章小结 |
第五章 聚合物钢纤维混凝土钢桥面铺装结构数值模拟分析 |
5.1 有限元模型的建立 |
5.1.1 模型尺寸和铺装结构的确定 |
5.1.2 基本假设、边界条件、荷载加载方式 |
5.1.3 最危险位置分析 |
5.2 弹性模量对铺装结构模拟分析结果 |
5.3 厚度对铺装结构模拟分析结果 |
5.3.1 单层铺装对铺装力学指标的影响 |
5.3.2 双层铺装对铺装力学指标的影响 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
在校期间发表的论文和取得的学术成果 |
(9)早强型超高性能混凝土制备方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 混凝土桥面铺装层病害分析及修复方法综述 |
1.2.1 混凝土桥面病害分析 |
1.2.2 桥面修复材料研究现状 |
1.3 桥梁接缝病害分析及修复方法综述 |
1.3.1 桥梁接缝病害分析 |
1.3.2 现有修复方法综述 |
1.4 超高性能混凝土(UHPC)研究现状 |
1.4.1 UHPC的定义 |
1.4.2 UHPC的制备原理 |
1.4.3 UHPC的优点 |
1.5 UHPC在工程中的应用与存在的问题 |
1.5.1 UHPC在桥梁工程中的应用 |
1.5.2 UHPC作为修复材料的研究进展及存在的问题 |
1.6 论文研究的目的和内容 |
1.6.1 研究的目的与意义 |
1.6.2 研究的内容 |
第2章 原材料及试验方法 |
2.1 UHPC制备的原材料及其基本性能 |
2.1.1 水泥 |
2.1.2 石英砂 |
2.1.3 硅灰 |
2.1.4 粉煤灰 |
2.1.5 矿渣粉 |
2.1.6 纳米CaCO_3和碳酸锂 |
2.1.7 高效减水剂 |
2.2 试验配合比设计 |
2.3 试验过程及性能测试方法 |
2.3.1 试件的成型与养护 |
2.3.2 流动性能测试 |
2.3.3 抗压强度、抗折强度测试 |
2.3.4 自收缩值的确定 |
2.3.5 SEM扫描电镜试验 |
2.3.6 XRD分析试验 |
第3章 早强型UHPC流动性能与力学性能研究 |
3.1 前言 |
3.2 早强型UHPC流动性能的影响因素研究 |
3.2.1 碳酸锂对新拌UHPC浆体流动度的影响 |
3.2.2 纳米CaCO_3对新拌UHPC浆体流动度的影响 |
3.2.3 碳酸锂与纳米CaCO_3复掺对新拌UHPC浆体流动度的影响 |
3.3 碳酸锂对UHPC力学性能的影响 |
3.3.1 碳酸锂对UHPC抗压强度的影响 |
3.3.2 碳酸锂对UHPC抗折强度的影响 |
3.4 纳米CaCO_3对UHPC力学性能的影响 |
3.4.1 纳米CaCO_3对UHPC抗压强度的影响 |
3.4.2 纳米CaCO_3对UHPC抗折强度的影响 |
3.5 碳酸锂和纳米CaCO_3复掺对UHPC力学性能的影响 |
3.5.1 两种材料复掺对UHPC抗压强度的影响 |
3.5.2 两种材料复掺对UHPC抗折强度的影响 |
3.6 碳酸锂和纳米CaCO_3复掺对UHPC韧性的影响 |
3.7 本章小结 |
第4章 早强型UHPC早期自收缩性能的研究 |
4.1 前言 |
4.2 试验结果分析 |
4.2.1 纳米CaCO_3对UHPC早期自收缩性能的影响 |
4.2.2 碳酸锂对UHPC自收缩的影响 |
4.2.3 纳米CaCO_3和碳酸锂复掺对UHPC自收缩的影响 |
4.3 混凝土自收缩机理探讨 |
4.4 本章小结 |
第5章 早强剂对UHPC增强机理分析 |
5.1 复合早强剂对UHPC微观结构的影响 |
5.1.1 未掺早强剂的UHPC微观形貌分析 |
5.1.2 掺早强剂的UHPC微观形貌分析 |
5.2 水化产物的X射线衍射分析 |
5.3 常温养护条件下复合早强剂对UHPC的增强机理探讨 |
5.3.1 微集料效应 |
5.3.2 协同作用促进水泥水化 |
5.3.3 适用于不同修复工程的配合比选择及工艺要求 |
5.4 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
(10)钢桥面抗裂延性铺装材料特性及疲劳性能研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 钢桥面沥青混凝土铺装研究现状 |
1.2.1 高温热拌合浇筑式沥青混凝土 |
1.2.2 改性SMA沥青混凝土 |
1.2.3 环氧沥青混凝土 |
1.3 组合钢桥面板研究现状 |
1.3.1 钢-混凝土组合桥面板 |
1.3.2 RPC-钢桥面组合结构层 |
1.4 应变硬化水泥基复合材料研究现状 |
1.5 研究内容及技术路线 |
1.5.1 主要研究内容 |
1.5.2 技术路线 |
2 钢桥面抗裂延性铺装材料设计及性能参数表征 |
2.1 引言 |
2.2 原材料选择 |
2.2.1 水泥 |
2.2.2 粉煤灰 |
2.2.3 膨胀剂 |
2.2.4 纤维 |
2.2.5 其它 |
2.3 试验设计 |
2.3.1 基本力学性能试验 |
2.3.2 耐久性试验 |
2.4 配合比设计及纤维分散性分析 |
2.4.1 配合比设计 |
2.4.2 拌合物制备工艺设计及工作性能分析 |
2.4.3 纤维分散性评价方法及结果分析 |
2.5 基本力学性能指标参数表征 |
2.5.1 圆柱体抗压力学性能 |
2.5.2 抗折力学性能 |
2.5.3 单轴拉伸力学性能 |
2.5.4 抗冲击性能 |
2.6 耐久性指标参数表征 |
2.6.1 抗氯离子渗透性能 |
2.6.2 抗碳化性能 |
2.6.3 钢筋锈蚀 |
2.7 硬化水泥浆体微观结构改善机理 |
2.8 本章小结 |
3 钢桥面抗裂延性铺装材料单轴压缩尺寸效应分析 |
3.1 引言 |
3.2 试验研究 |
3.2.1 试验设计 |
3.2.2 加载破坏形态分析 |
3.2.3 强度-变形关系分析 |
3.2.4 抗压特征值结果与分析 |
3.3 单轴压缩尺寸效应分析 |
3.3.1 纤维种类和掺量对尺寸效应度的影响 |
3.3.2 立方体抗压强度尺寸换算系数确定 |
3.3.3 标准立方体与标准圆柱体抗压强度尺寸换算系数确定 |
3.4 本章小结 |
4 钢桥面抗裂延性铺装材料弯曲韧性多阶段表征 |
4.1 引言 |
4.2 试验研究 |
4.2.1 试验设计 |
4.2.2 试验结果与分析 |
4.3 既有混凝土标准弯曲韧性表征方法对SHCCs的适用性分析 |
4.3.1 韧性指数与剩余强度系数 |
4.3.2 等效弯曲韧性比 |
4.3.3 初始弯曲韧性比 |
4.3.4 弯曲韧度比 |
4.3.5 等效弯曲强度与等效弯曲韧性 |
4.4 弯曲韧性多阶段表征模型理论 |
4.4.1 模型建立 |
4.4.2 结果与分析 |
4.5 本章小结 |
5 钢桥面抗裂延性铺装结构承载特性及破坏机理研究 |
5.1 引言 |
5.2 试验设计 |
5.2.1 模型设计 |
5.2.2 试件加工 |
5.2.3 试验方法及测点布置 |
5.3 试验结果与分析 |
5.3.1 加载破坏过程 |
5.3.2 荷载-变形关系曲线 |
5.3.3 特征值 |
5.3.4 荷载-应变关系 |
5.4 本章小结 |
6 钢桥面抗裂延性铺装结构疲劳特性研究 |
6.1 引言 |
6.2 试验设计 |
6.2.1 模型加工 |
6.2.2 测点布置 |
6.2.3 试验方法及工况设置 |
6.3 疲劳破坏形态及微观机理分析 |
6.3.1 疲劳破坏形态 |
6.3.2 疲劳断口处纤维微观尺度断裂模式 |
6.4 组合板疲劳性能结果与分析 |
6.4.1 跨中变形、应变与循环次数之间的关系 |
6.4.2 Weibull疲劳寿命概率分布 |
6.4.3 疲劳寿命预测模型 |
6.4.4 疲劳损伤后的残余强度分析 |
6.5 钢桥面抗裂延性铺装结构有限元分析 |
6.5.1 有限元模型建立 |
6.5.2 荷载和约束设置 |
6.5.3 有限元计算结果与分析 |
6.6 SHCCs的应用前景分析 |
6.7 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 主要研究成果及创新点 |
7.1.1 主要结论 |
7.1.2 创新点 |
7.2 研究展望 |
参考文献 |
作者简历 |
博士期间发表的论文 |
博士期间申请的专利 |
博士期间参与的主要课题 |
四、钢纤维混凝土在公路桥梁桥面铺装工程中的应用(论文参考文献)
- [1]水泥混凝土桥面铺装层早期开裂控制及层间粘结性能提升研究[D]. 代腾飞. 广西大学, 2021(12)
- [2]钢箱梁桥面高性能铺装层试验研究[D]. 王成. 湖北工业大学, 2020(03)
- [3]寒冷地区钢纤维—橡胶混凝土的桥面应用性能试验研究[D]. 许艺颖. 河北建筑工程学院, 2020(01)
- [4]经济型超高性能混凝土在正交异性钢桥面铺装中的应用及经济效益分析[D]. 赵才华. 长安大学, 2020(06)
- [5]钢纤维细石混凝土性能优化及在桥面连续结构的应用研究[D]. 章天炀. 浙江大学, 2020(02)
- [6]钢-UHPC轻型组合桥面结构力学性能及裂缝宽度计算理论研究[D]. 罗军. 湖南大学, 2019(01)
- [7]聚合物钢纤维混凝土钢桥面铺装材料耐久性能研究[D]. 仵卫伟. 重庆交通大学, 2019(06)
- [8]聚合物钢纤维混凝土钢桥面铺装结构性能研究[D]. 朱志威. 重庆交通大学, 2019(06)
- [9]早强型超高性能混凝土制备方法研究[D]. 郭万里. 湖南大学, 2019(07)
- [10]钢桥面抗裂延性铺装材料特性及疲劳性能研究[D]. 张伟. 浙江大学, 2019