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桥梁小尺寸构件早期病害诊断研究

作　者: 石鑫
导　师: 刘来君
学　校: 长安大学
专　业: 交通运输工程
关键词: 小尺寸构件早期病害临界尺寸自密实混凝土施工技术
分类号: U445.71
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

通过对吉林省干线公路桥梁早期病害资料的调查，收集，整理，就病害成因作出初步判断并分别按受力原因、施工原因、设计原因和养护原因对典型病害进行分类，并重点对由于受力原因和设计原因造成的早期病害进行分析研究。在系统调查及试验的基础上，分析桥梁结构的这些特殊部位砼的早期主要病害，研究砼的不密实性及粗骨料的不均匀性，外掺剂的运用等对砼强度、砼与钢筋的粘结性及相互作用的影响。运用有限元理论及相似性理论，分析通常构件尺寸及材料配比下钢筋砼的受力机理及由于砼的不均匀、不密实及粘结力下降对结构受力、破坏性能的影响，为相对优化的结构设计方案提供基本的依据。同时还对砼作为非均匀体材料在满足精度条件下符合工程结构连续性及均匀性模型的临界尺寸进行研究，砼最小构造尺寸与粗骨料粒径之间的相互影响分析及其最佳匹配关系研究，并对桥梁小尺寸构件进行界定，为客观认识其工程特性，制定可能的工程对策方案提供可靠的依据。利用理论分析及试验成果，研究可以切实提高砼密实性及均匀性的技术措施和方法，对比研究高性能混凝土在桥梁的这些特殊部位的小结构尺寸砼中的应用及有关施工工艺。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-26
  1.1 课题研究背景  10-11
  1.2 桥梁小尺寸构件早期病害成因分析  11-24
    1.2.1 桥梁小尺寸构件早期病害情况调查  11-13
    1.2.2 钢筋混凝土桥梁裂缝形成的原因  13-21
    1.2.3 桥梁小尺寸构件早期病害的处理方法  21-24
  1.3 本文的研究内容  24-25
  1.4 小结  25-26
第二章混凝土早期病害的理论分析计算及室内模型试验  26-58
  2.1 混凝土早期变形与裂缝  26-29
    2.1.1 早期温度场与温度裂缝  26
    2.1.2 早期收缩与徐变  26-28
    2.1.3 早期应力场  28-29
  2.2 混凝土早期病害的有限元分析  29-36
    2.2.1 混凝土早期损伤的模型类  29-31
    2.2.2 混凝土早期病害的有限元分析  31-36
  2.3 参数的随机生成  36-37
  2.4 混凝土早期应力分析框架  37-38
  2.5 计算结果及后处理  38-39
    2.5.1 高斯点应力向结点应力的转化  38
    2.5.2 应力修平  38-39
  2.6 混凝土早期性能试验数值模拟  39-46
    2.6.1 计算模型  39
    2.6.2 计算参数的选取  39-40
    2.6.3 混凝土早期性能数值分析结果  40-46
  2.7 配筋混凝土的配筋约束试验  46-51
    2.7.1 试验方法介绍  47-49
    2.7.2 框架约束度  49-50
    2.7.3 试验方案  50-51
  2.8 数值结果与试验数据的对比分析  51-57
    2.8.1 约束荷载  51-54
    2.8.2 混凝土应力  54-56
    2.8.3 结果分析  56-57
  2.9 小结  57-58
第三章桥梁小尺寸构件临界尺寸研究  58-102
  3.1 混凝土尺寸效应综述  59-63
    3.1.1 混凝土强度尺寸效应的理论研究  59-61
    3.1.2 混凝土强度尺寸效应的以往实验回顾  61-63
  3.2 混凝土强度尺寸效应的实验研究  63-71
    3.2.1 试验目的与设计  63-64
    3.2.2 材料的选配  64-65
    3.2.3 试件的制作和养护  65
    3.2.4 试验过程  65-66
    3.2.5 试验结果统计分析  66-68
    3.2.6 抗压强度尺寸效应分析  68-71
  3.3 混凝土强度尺寸效应的数值模型和数值分析  71-91
    3.3.1 混凝土骨料级配理论  72-73
    3.3.2 二级配混凝土骨料颗粒数目的计算  73-74
    3.3.3 随机骨料模型的生成  74-76
    3.3.4 有限元模型的生成  76-80
    3.3.5 采用均值弹脆性模型的数值分析  80-84
    3.3.6 采用非均值弹脆性模型的数值分析  84-87
    3.3.7 采用均值弹塑性模型的数值分析  87-91
  3.4 四种模型计算结果的比较  91-92
  3.5 试件尺寸对抗压强度的影响  92-97
    3.5.1 不同尺寸试件骨料颗粒数目的计算  92-94
    3.5.2 计算结果  94-97
  3.6 粗骨料对混凝土强度的影响  97-101
    3.6.1 粗骨料最大粒径与混凝土强度的影响  97-99
    3.6.2 粗骨料级配对混凝土强度的影响  99-101
  3.7 小结  101-102
第四章适用于桥梁小尺寸构件的自密实混凝土及其施工技术的研究  102-147
  4.1 原材料及试验方案设计  103-110
    4.1.1 水泥  103
    4.1.2 骨料  103-107
    4.1.3 矿物掺和料  107-109
    4.1.4 外加剂  109-110
  4.2 高效减水剂与水泥的相容性试验  110-112
  4.3 确定高效减水剂掺量饱和点的试验  112-114
  4.4 胶凝材料与天津 UNF-5 高效减水剂的相容性试验  114-117
  4.5 自密实混凝土设计  117-127
    4.5.1 自密实混凝土配合比设计  117-120
    4.5.2 C40 自密实混凝土的配制  120
    4.5.3 自密实混凝土工作性试验  120-127
  4.6 自密实混凝土的基本力学性能试验  127-134
    4.6.1 自密实混凝土强度试验  127-131
    4.6.2 自密实混凝土的劈裂抗拉强度  131-132
    4.6.3 自密实混凝土的抗折强度  132
    4.6.4 自密实混凝土与钢筋的粘结强度  132-134
  4.7 正交设计的试验因素对抗压强度的影响  134-136
    4.7.1 砂率、胶凝材料用量对混凝土抗压强度的影响  134-135
    4.7.2 水胶比、粉煤灰掺量对混凝土抗压强度的影响  135-136
  4.8 自密实高性能混凝土的耐久性  136-138
    4.8.1 自密实混凝土的抗渗透性  137
    4.8.2 自密实混凝土抑制碱一骨料反应的性能  137
    4.8.3 自密实混凝土的抗冻性能  137-138
    4.8.4 自密实混凝土的抗碳化性能  138
    4.8.5 自密实混凝土的抗钢筋锈蚀性能  138
  4.9 自密实混凝土的施工技术要求、工艺  138-146
    4.9.1 施工前的准备  138-139
    4.9.2 原材料储存与管理  139-140
    4.9.3 原材料技术性能要求  140-141
    4.9.4 混凝土搅拌  141
    4.9.5 混凝土运输  141-142
    4.9.6 混凝土浇筑  142-143
    4.9.7 混凝土养护  143-145
    4.9.8 模板安装、拆除  145-146
  4.10 小结  146-147
结论和展望  147-148
  研究结论及创新点  147
  对今后工作的展望  147-148
参考文献  148-150
致谢  150

桥梁小尺寸构件早期病害诊断研究

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