微膨胀钢管混凝土力学性能试验研究

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把混凝土填充到钢管里面形成了钢管混凝土组合材料,这是利用钢管约束住核心混凝土,使内部混凝土在钢管作用下处于三向受压状态,这样提高了钢管混凝土组合材料的抗压强度和塑性变形能力。钢管混凝土有许多力学性能方面的优点,如强度高、耐疲劳、重量轻、延性好、耐冲击等优越的外,也有许多施工性能方面的优势如有省工省科、架设轻便、施工快速等,钢管混凝土结构在这些优势下,有了很快的发展。在工程实际运用中,徐变的影响对于钢管混凝土不可忽略。钢管混凝土与一般混凝土相比有很多方面优势和不同,所以其徐变更加复杂,徐变在应力增加量、拱肋挠度、混凝土应力减小量等方面对钢管混凝土构件的钢管影响都很大。从材料学设计原理上来讲,钢管混凝土是一种复合材料,而微膨胀钢管混凝土是一种新型的建筑材料,由于钢管混凝土有很多优越新能,近年来钢管膨胀混凝土在工程中得到广泛应用。混凝土的徐变一直以来是一个热点,也是一个难点,关于混凝土徐变到现在还没有一个统一的结论,而对于钢管膨胀混凝土徐变的研究更是少之又少。本文以实验为依据,介绍了国内外钢管混凝土拱桥的发展概况及钢管混凝土的力学性能;对其关键问题进行研究,主要包括钢管混凝土徐变的特点及机理;钢管混凝土徐变的主要影响因素;UEA型膨胀剂对钢管混凝土徐变、承载力、弹塑性变形及微观结构的影响,结合实验和理论分析既软件模拟得出结论:当膨胀剂掺量为8%—12%时,能提高钢管混凝土的承载力,膨胀剂的微膨胀作用能使核心混凝土更加密实,相应的钢管混凝土的承载力值越大,其对应的徐变也就越小。膨胀剂掺量的不同影响钢管混凝土纵向变形,影响规律与其对构件的承载力相反,在一定范围内,膨胀剂掺量的增加,其纵向变形随之降低。在重复荷载作用下,当膨胀剂掺量的变化时,钢管混凝土的纵向塑性变形和弹性变形也随之变化,膨胀剂掺量与构件的塑性变形(约为40%)呈成反相关,但是和弹性变形(约为60%)呈正相关,即膨胀剂能使改善钢管混凝土的性能,起到了“增韧减脆”的作用。在全面总结本文工作的基础之上,提出了本课题仍需进一步研究的若干问题,为今后钢管混凝土拱桥的施工控制提供参考和借鉴。
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