行車荷載引起橋梁擾動對修復(fù)混凝土性能的影響.pdf

1、行車荷載作用下橋梁擾動是否會對橋梁修復(fù)加固用混凝土材料產(chǎn)生不利影響，是橋梁維修加固過程中是否采用開放交通方式進行的一個關(guān)鍵問題。論文以橋面翻修用混凝土材料、橋面加寬時新舊橋連接處混凝土材料作為研究對象，通過室內(nèi)模擬試驗和現(xiàn)場試驗，分析了受行車荷載引起橋梁擾動的混凝土材料在均勻性(離析性能)、力學(xué)性能，以及新老混凝土粘結(jié)性能、鋼筋與混凝土粘結(jié)性能等方面的變化情況。
　　 論文主要研究工作和成果有:
　　 1)系統(tǒng)分析了行車

2、荷載作用下的橋梁振動狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上提出橋梁擾動應(yīng)包含橋梁的振動擾動、橋梁結(jié)構(gòu)的振動變形擾動，以及由振動變形產(chǎn)生的鋼筋攪動三方面的含義。
　　 2)利用結(jié)構(gòu)動力學(xué)理論分析行車荷載作用下橋梁振動特性。提出用于進行室內(nèi)試驗?zāi)M橋梁結(jié)構(gòu)振動特性的指標(biāo)為:動撓度(振幅)和橋梁振動頻率。對中小跨徑簡支梁橋的最大動撓度的范圍，以及行車荷載作用下中小跨徑簡支梁橋一階自振頻率范圍進行了計算和總結(jié)。
　　 3)通過模擬振動試驗方法，研究了

3、不同振動時間、不同振動能量、不同坍落度等因素對新成型混凝土離析程度變化的影響規(guī)律，以及不同離析系數(shù)下的混凝土抗壓強度變化規(guī)律。具體研究成果有:受到振動擾動的混凝土，其勻質(zhì)性的變化程度與振動擾動能量大小和擾動時間長短有關(guān)，而受澆注混凝土的坍落度影響較小;混凝土離析系數(shù)對混凝土后期抗壓強度，在離析系數(shù)較小時不會產(chǎn)生不利影響，當(dāng)離析系數(shù)超過1.33時，混凝土抗壓強度有下降的趨勢;振動擾動產(chǎn)生的泌水，會使混凝土體積收縮，并導(dǎo)致混凝土表面沉降裂縫

4、出現(xiàn)。
　　 4)通過模擬振動試驗方法，研究了發(fā)生在混凝土凝結(jié)硬化不同階段的振動擾動，對混凝土抗壓性能、抗拉性能，以及新老混凝土粘結(jié)性能的影響。具體研究成果有:初凝前受到振動擾動的混凝土，其早期和后期的抗壓強度、抗拉強度沒有出現(xiàn)下降;初凝至終凝期間的振動擾動，對混凝土的早期和后期抗壓強度變化影響不明顯，對混凝土的抗拉強度、新老混凝土粘結(jié)面的抗拉強度的影響與振動擾動能量有關(guān)。振動擾動能量較大時(重載交通引起擾動)會造成早期抗拉強度

5、的下降;發(fā)生在終凝后的振動擾動，振動能量較大時(重載交通引起擾動)會造成混凝土的早期抗壓強度和抗拉強度下降，但對后期強度影響不夠明顯。對新混凝土與老混凝土粘結(jié)面的抗拉強度影響與振動能量有關(guān)，振動能量較小時(中等程度的交通引起擾動)會使粘結(jié)面早期抗拉強度下降;振動能量較大時(重載交通引起擾動)會造成粘結(jié)面的早期和后期抗拉強度的下降。基于模擬試驗結(jié)果提出開放交通進行橋面修復(fù)時，修復(fù)混凝土最容易受到擾動而出現(xiàn)性能下降的時間段為混凝土的終凝后至

6、12h區(qū)段。
　　 5)利用模擬地震的振動臺系統(tǒng)，建立了能夠模擬新舊橋連接混凝土受到舊橋行車荷載擾動影響的室內(nèi)試驗?zāi)Ｐ汀；谒⒌哪Ｐ?，研究了模擬振動變形擾動和鋼筋攪動作用對連接混凝土抗壓性能，抗拉性能，以及混凝土與鋼筋之間的粘結(jié)性能影響。具體研究成果有:較小振幅的振動變形(輕交通引起變形擾動)對混凝土早期抗拉強度有增加作用，對后期強度影響不大。中等振幅的振動變形(中等程度交通引起變形擾動)對混凝土早期抗拉強度不會產(chǎn)生明顯影響