72m活性粉末混凝土预制节段拼装体外预应力简支箱梁受力特性研究

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1、72m活性粉末混凝土预制节段拼装体外预应力简支箱梁受力特性研究-->1绪论1.1活性粉末混凝土随着70年代高效减水剂和桂粉惨和料日益广泛地应用，混凝土在硬化后可获得约100MPa的或更高的抗压强度。这种混凝土的应用，能够使构件断面尺寸减小，从而轻质并使得道面的耐磨耗性能显著提高，使用寿命因此大大延长。但是，随着高强混凝土日益广泛地应用，也暴露出一些问题。抗弯拉强度仍很低，表现为脆性显著增大，必须通过配筋来增軔。大量配筋不但带来施工绕注的困难，而且结构上钢筋对混凝土收缩约束、混凝土中租骨料水泥装体收缩的约束会产生拉应力，导致开裂；同时粗骨料与衆体界面薄弱区还会

2、在混凝土内形成缺陷，这些都严重影响了混凝土强度和耐久性。东北电力大学发明了一种高强度高导电性的活性粉末混凝土电杆包括活性粉末混凝土电杆基体，在活性粉末混凝土电杆基体内置有若干根钢筋其特征是：所述的活性粉末混凝土电杆基体包括组分SiO2，CaO,钢纤维,聚丙稀水泥，桂粉，水和减水剂；若干根钢筋均附着导电防烛层。其制作方法，包含有钢筋附着导电防烛层用磁性聚苯胺聚合物溶液的制作、活性粉末混凝土的制作和活性粉末混凝土电杆成品的制作。导电防蚀层具有高导电性能，在雷电作用电杆上时能够使雷电流顺畅导入大地。活性粉末混凝土增强了混凝土的抗压强度和抗裂性能。制作方法科学合理制

3、作的高强度高导电性的活性粉末混凝土电杆质量好使用寿命长，成本低。1.2预制节段拼装体外预应力体外预应力结构是后张预应力体系的分支之一，而且具有很大体内预应力结构所没有的优点。近年来，预应力技术已成为国内外研究的热点。不论是理论研究、设计还是施工都达到了较高的水平。体外预应力就是把预应力筋布置到腹板以外，靠转向块来改变预应力束线型的预应力体系。主要有混合型和单纯型两种体外预应力型式。混合型是部分预应力筋布置在截面以外，部分预应力布置在截面以内，而单纯型是预应力筋全部布置在截面以外。体外预应力相对于体内预应力体系的一些优点如下：钢筋混凝土结构错固块釆用在原桥结构

4、上钻孔、种植钢筋、绕筑混凝土成型。钢筋混凝土锚固块的外形及尺寸可以作的足够大，保证和原结构能够有效的连接，均勻的将应力传递到原结构，但是对混凝土饶筑质量要求严格，在部分位置混凝土绕筑困难。张拉力大的描固块均采用钢筋混凝土形式。钢结构锚固块采用种植锚检和灌注结构胶的方式将钢铺箱固定在原结构上。钢结构锚固块具有施工快捷的优点，错固块能够工厂化加工。但钢描固块安装受原结构施工空间及自身重量的影响，在很多位置不能采用；钢锚固块仅靠铺栓和胶粘剂连接，传力较为集中，结合面容易产生裂缝，且安装很困难。钢描固块比较适合施工空间开阔且应力较小的小型错固块。香港自1990年观塘

5、快速路高架桥首次釆用预制节段悬臂施工法以来应用该施工方法建成或在建的桥梁己达数十余座。机场铁路蓝巴助海峡大桥主跨。西铁和东铁高架桥等均采用预制节段悬臂拼装或逐跨拼装施工法：青衣北沿海道和马鞍山T7道采用了体外预应力逐跨拼装技术有效地利用节段施工法克服了陆峭地形带来的不便加快了施工进度目前香港正在规划设计中的几座桥梁也将釆用预制节段法施工法。2RPC节段拼装箱梁的分析2.1RPC预制节段简支箱梁的背景介绍自2000年以来，我国铁路科研单位深入开展了活性粉末混凝土材料制备、力学性能、工程应用等方面的研究。使用RPC研制电缆槽板已广泛得以应用，为进一步在铁路桥梁结

6、构中推广釆用RPC材料奠定了基础。我国铁路行业在活性粉末混凝土领域的理论研究和工程实践，都遥遥领先于国内其他部门和行业，步入世界先进行列。采用活性粉末混凝土（RPC)可以实现铁路简支梁向更大跨度的发展，实现72米简支梁的节段预制拼装架设，使铁路桥梁在“标准化、工厂化、专业化”的发展方向上有新的突破。同时，由于RPC材料具有很好的抗渗性和耐腐烛性，还可以考虑取消桥面防水措施。通过大跨度RPC铁路简支梁的研究和实践，可以进一步提升中国铁路桥梁的科技自主创新能力，形成铁路RPC简支箱梁计算理论、设计方法、试验方法、生产工艺及施工工法等一系列具有自主知识产权的技术成

7、果，进而推动新型材料在铁路工程中的广泛应用，使中国铁路在该领域的理论研究和工程实践达到世界领先水平。2.2RPC节段箱梁的尺寸拟定及设计指标由于国内对RPC结构的设计原理和方法都没有比较成熟的研究成果，一系列的实验研究都还是处于摸索阶段，也就更没有有RPC个节段箱梁方面的结构设计规范，所以本研究的预制阶段体外预应力RPC箱梁的尺寸拟定参考普通混凝土的《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》、《铁路桥涵设计基本规范》。本文只是针对这种新型桥梁结构进行初步分析，并论证其可行性，RPC节段拼装箱梁的几何尺寸及局部构造优化等还需进一步研究。在钢筋混凝土结构的

8、有限元计算模型中，钢筋与混凝土之间的联结有以下三种方