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随着我国国民经济的不断发展及城市交通运输量的大幅度增长,交通车辆的数量和荷载也越来越大,城市桥梁通常长期处于自然坏境及运营环境的耦合作用下,从而导致桥梁的许多部位都会出现越来越严重的缺陷,然后在桥梁结构缺陷的修补过程中,各种各样的因素都会对修补效果产生影响,包括车桥耦合振动、粗、细集料的特征、后期养护方式等等。本文用微振动来模拟车桥耦合振动来研究微振动和材料特征对新旧混凝土界面粘结性能的影响,具体内容如下:
①根据修补结构的特点,提出利用钢纤维聚合物混凝土来修补桥梁结构剥落破损处,给出了材料的配合比组成设计,并通过抗压、抗折试验研究不同掺量的钢纤维和聚合物组合使用,并在满足工作性能的前提下研究其对混凝土力学性能的影响规律,试验得出:掺入钢纤维将显著提高混凝土的抗压、抗折强度,钢纤维体积掺量为0.6%时,对混凝土强度的提升幅度最高;掺入聚合物会在一定程度上降低混凝土的抗压、抗折强度。综合考虑选择钢纤维掺量为0.6%,聚合物掺量为6%。
②设置粗集料的石粉含量和细集料的细度模数两个因素,研究了细集料的细度模数、不同粗集料的石粉含量在不同强度混凝土下对混凝土工作性能和力学性能的影响。试验中设置了坍落度、粘聚性、保水性和棍度来表征混凝土的工作性能,用抗压、抗折强度来表征力学性能。试验结果表明:在粗集料中加入石粉将有效改善混凝土的工作性能和提高力学性能,对于C30、C40混凝土,粗集料最佳石粉含量为15%,C50混凝土粗集料最佳石粉含量为5%;而细集料当细度模数为2.7左右对混凝土的工作性能和力学性能最优。
③通过新旧混凝土界面剪切试验和钻芯拉拔试验,探究了粗集料石粉含量、粗集料最大粒径、不同的振动参数在不同的时间段和不同类型混凝土对新旧混凝土界面粘结性能的影响。试验结果表明:粗集料石粉含量为5%时,最有利于钢纤维聚合物混凝土的粘结性能;粗集料最大粒径为9.5mm的界面粘结性能优于粗集料最大粒径为19mm的界面粘结性能;在成型至初凝这段时间,三种振动参数的振动都有利于粘结强度的提高,而初凝至终凝、终凝以后振动将会降低粘结强度,其中9Hz-4mm连续振动相对于静置组,下降幅度最大,达到-22.9%;对于四种不同类型混凝土,发现聚合物会显著提高粘结强度,而钢纤维的增强效果不显著,并且素混凝土和聚合物混凝土的振动组相对静置组,界面剪切强度下降幅度较大,达到了-24.2%、-25.3%,而掺入钢纤维能有效降低微振动对粘结性能的影响。
④通过新旧混凝土复合梁三点弯曲试验,探究了粗集料石粉含量、不同类型混凝土和微振动、养护方式对新旧混凝土复合梁断裂性能的影响。试验结果表明:粗集料石粉含量在5%时,复合梁的断裂峰值荷载、断裂韧度和断裂能都最高,能显著提高其断裂性能;掺入钢纤维后能有效提高复合梁的断裂性能,而掺入聚合物效果不明显,四种类型混凝土在振动情况下,将大大降低了复合梁的断裂性能;在混凝土养护7天龄期时,采用自然养护前七天洒水的养护方式最有利于提高复合梁的断裂性能,而对于28养护龄期时,采用贴膜养护的方式最有利于提高复合梁的断裂性能。
①根据修补结构的特点,提出利用钢纤维聚合物混凝土来修补桥梁结构剥落破损处,给出了材料的配合比组成设计,并通过抗压、抗折试验研究不同掺量的钢纤维和聚合物组合使用,并在满足工作性能的前提下研究其对混凝土力学性能的影响规律,试验得出:掺入钢纤维将显著提高混凝土的抗压、抗折强度,钢纤维体积掺量为0.6%时,对混凝土强度的提升幅度最高;掺入聚合物会在一定程度上降低混凝土的抗压、抗折强度。综合考虑选择钢纤维掺量为0.6%,聚合物掺量为6%。
②设置粗集料的石粉含量和细集料的细度模数两个因素,研究了细集料的细度模数、不同粗集料的石粉含量在不同强度混凝土下对混凝土工作性能和力学性能的影响。试验中设置了坍落度、粘聚性、保水性和棍度来表征混凝土的工作性能,用抗压、抗折强度来表征力学性能。试验结果表明:在粗集料中加入石粉将有效改善混凝土的工作性能和提高力学性能,对于C30、C40混凝土,粗集料最佳石粉含量为15%,C50混凝土粗集料最佳石粉含量为5%;而细集料当细度模数为2.7左右对混凝土的工作性能和力学性能最优。
③通过新旧混凝土界面剪切试验和钻芯拉拔试验,探究了粗集料石粉含量、粗集料最大粒径、不同的振动参数在不同的时间段和不同类型混凝土对新旧混凝土界面粘结性能的影响。试验结果表明:粗集料石粉含量为5%时,最有利于钢纤维聚合物混凝土的粘结性能;粗集料最大粒径为9.5mm的界面粘结性能优于粗集料最大粒径为19mm的界面粘结性能;在成型至初凝这段时间,三种振动参数的振动都有利于粘结强度的提高,而初凝至终凝、终凝以后振动将会降低粘结强度,其中9Hz-4mm连续振动相对于静置组,下降幅度最大,达到-22.9%;对于四种不同类型混凝土,发现聚合物会显著提高粘结强度,而钢纤维的增强效果不显著,并且素混凝土和聚合物混凝土的振动组相对静置组,界面剪切强度下降幅度较大,达到了-24.2%、-25.3%,而掺入钢纤维能有效降低微振动对粘结性能的影响。
④通过新旧混凝土复合梁三点弯曲试验,探究了粗集料石粉含量、不同类型混凝土和微振动、养护方式对新旧混凝土复合梁断裂性能的影响。试验结果表明:粗集料石粉含量在5%时,复合梁的断裂峰值荷载、断裂韧度和断裂能都最高,能显著提高其断裂性能;掺入钢纤维后能有效提高复合梁的断裂性能,而掺入聚合物效果不明显,四种类型混凝土在振动情况下,将大大降低了复合梁的断裂性能;在混凝土养护7天龄期时,采用自然养护前七天洒水的养护方式最有利于提高复合梁的断裂性能,而对于28养护龄期时,采用贴膜养护的方式最有利于提高复合梁的断裂性能。