拱桥加固结构内湿度场时变特征及控制

发布时间：2022-12-03 21:40

　　采用增大截面加固混凝土拱桥结构时,由于新增混凝土层与既有结构存在较大的龄期差,造成新增混凝土层极易开裂。而内部相对湿度的降低是收缩开裂的驱动力。为研究混凝土结构内湿度场、收缩应变时变特征,探索抑制加固结构混凝土新增层开裂方法,本文对比分析不同养护条件下、两种强度等级混凝土的基本力学性能、内湿度场以及收缩应变时变特征以及加固试验;通过试验数据参数反演标定有限元计算模型,对混凝土结构以及加固结构内湿度场、收缩应变长期时变特征进行数值模拟。试验结果表明,表面封闭处理可有效提高混凝土的抗拉强度、弹性模量,但抗压强度降低;表明封闭处理可有效降低混凝土内部相对湿度的降低,以及减小收缩应变;同时根据相对湿度、收缩应变数据,证明在一定湿度范围内相对湿度与收缩应变之间呈线性关系;通过试验数据参数反演标定有限元模型,能较真实反映混凝土内部湿度场、收缩应变时变特征。加固试验数据表明,加固后既有结构内湿度快速增加,而收缩应变快速降低。表面封闭处理可有效降低新增混凝土层收缩应变。将试验与数值分析结果应用于渠马大桥加固工程,研究表明未封闭处理易造成新增层开裂,且裂缝深度较深;通过表面封闭处理,可以有效降低既有结构... 

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 混凝土收缩裂缝
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 混凝土湿度场研究现状
        1.3.2 混凝土湿—力耦合研究现状
        1.3.3 混凝土减缩防裂研究现状
    1.4 本文研究内容与技术路线
第二章 混凝土表面封闭下的基本力学性能试验
    2.1 试验目的
    2.2 试验方案
        2.2.1 原材料与配合比
        2.2.2 试验参数与设计
    2.3 试验过程
    2.4 基本力学性能结果及分析
    2.5 试件水分损失数据及分析
    2.6 本章小结
第三章 混凝土内湿度场、收缩应变研究
    3.1 试验目的
    3.2 试验方案
        3.2.1 试验参数及设计
    3.3 不同养护条件下混凝土相对湿度测试试验
    3.4 不同养护条件下混凝土收缩应变测试试验
    3.5 相对湿度与收缩应变之间的关系
    3.6 本章小结
第四章 混凝土内湿度场、收缩应变数值分析
    4.1 湿度扩散理论及有限元模型
        4.1.1 湿度扩散理论
        4.1.2 有限元模型
    4.2 模型参数反演标定
        4.2.1 湿度扩散系数D_l与对流系数f的确定
        4.2.2 干湿变形系数k_(sh)的确定
    4.3 混凝土长期收缩应变计算结果
    4.4 混凝土截面干缩自应力分析
    4.5 尺寸效应分析
    4.6 本章小结
第五章 增大截面加固混凝土结构试验与数值分析
    5.1 试验目的
    5.2 试验方案
    5.3 新增层湿度与既有结构内湿度场、收缩应变测试
        5.3.1 相对湿度
        5.3.2 收缩应变
    5.4 新增层与既有结构内湿度场、收缩应变数值分析
        5.4.1 相对湿度
        5.4.2 收缩应变
    5.5 截面干缩自应力分析
    5.6 本章小结
第六章 增大截面加固主拱圈内湿度场时变特征及控制
    6.1 工程概况
    6.2 有限元计算模型
    6.3 有限元计算结果
        6.3.1 相对湿度时变特征
        6.3.2 收缩应变时变特征
    6.4 新增层开裂控制技术
    6.5 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]钢渣-低品质粉煤灰复合微粉对混凝土长期性能的影响[J]. 马俊.  中外公路. 2018(03)
[2]表面涂层混凝土防水防渗研究[J]. 陆春奇,谢宇晨,翁兴中,崔树业,刘兵,赵文奇,李新强.  中外公路. 2018(01)
[3]镁渣复合掺合料混凝土的早期自缩特性[J]. 崔自治,张程,陈东东.  兰州理工大学学报. 2018(01)
[4]超高性能混凝土收缩综述[J]. 陈宝春,李聪,黄伟,安明喆,韩松,丁庆军.  交通运输工程学报. 2018(01)
[5]SAP对火山灰混凝土收缩性能的改善作用[J]. 张蕊,周永祥,高超,夏京亮.  建筑材料学报. 2018(04)
[6]超高性能混凝土的收缩特性试验研究[J]. 吴美艳,陈露一.  世界桥梁. 2017(05)
[7]氧化钙-硫铝酸钙复合膨胀剂在高性能混凝土中的应用技术研究[J]. 王宁,修晓明.  施工技术. 2017(S1)
[8]镁渣粉煤灰复掺配制混凝土的自收缩特性[J]. 崔自治,陈东东,张程.  硅酸盐通报. 2017(03)
[9]C4A3$-CaSO4-CaO体系在硅酸盐水泥浆体中的膨胀能力[J]. 韩建国,阎培渝,侯维红.  硅酸盐学报. 2016(08)
[10]变湿度环境下的混凝土结构桥梁长期干缩行为[J]. 黄海东,王承启.  中国公路学报. 2016(08)

博士论文
[1]湿热力耦合作用下的混凝土力学性能研究[D]. 马宝玉.北京交通大学 2017
[2]超长混凝土结构收缩裂缝控制研究[D]. 彭全敏.天津大学 2012
[3]混凝土自身与干燥收缩一体化及相关问题研究[D]. 侯东伟.清华大学 2010
[4]自密实混凝土性能及混凝土多场耦合时变性分析研究[D]. 龚灵力.浙江大学 2010
[5]高性能混凝土早期收缩性能及开裂趋势研究[D]. 苏安双.哈尔滨工业大学 2008

硕士论文
[1]混凝土桥梁干缩裂纹防治技术研究[D]. 刘昕.重庆交通大学 2018
[2]纳米材料对混凝土收缩性能的影响[D]. 程勇.济南大学 2018
[3]高吸水树脂（SAP）对公路混凝土性能的影响[D]. 郭绍武.河北工程大学 2016
[4]混凝土内部湿度与干缩变形关系的研究[D]. 葛昕.哈尔滨工业大学 2013
[5]自密实混凝土内部湿度与变形特征及其对早期塑性开裂的影响[D]. 马良.华南理工大学 2012



本文编号：3707028