車(chē)橋耦合振動(dòng)對(duì)新拌混凝土的性能影響研究綜述.pdf

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1、車(chē)橋耦合振動(dòng)對(duì)新拌混凝土的性能影響研究綜述李志輝(重慶市勘測(cè)院，重慶401121)摘要：首先，概述了國(guó)內(nèi)外振動(dòng)對(duì)現(xiàn)澆混凝土的性能影響的研究狀況，對(duì)混凝土再次受振后性能變化機(jī)理進(jìn)行了分析，并對(duì)提高混凝土抗擾動(dòng)的解決措施進(jìn)行了綜述，最后，總結(jié)了現(xiàn)有對(duì)新拌混凝土振動(dòng)后性能研究的不足，并提出今后研究方向。關(guān)鍵詞：車(chē)橋耦合；新拌混凝土；振動(dòng)中圖分類(lèi)號(hào)：TU528文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：1672—4011(2017)06—0006—03DOI：10．3969／j．issrL1672—4011．2017．06．004O前言水泥的凝

2、結(jié)、硬化是一個(gè)復(fù)雜的物理、化學(xué)變化過(guò)程，混凝土本身也是一種非勻質(zhì)性材料，這也決定了混凝土在硬化過(guò)程中易受外界環(huán)境、自身材料影響的特性。混凝土在成型過(guò)程中需要振搗來(lái)協(xié)助排除其中氣泡和消除蜂窩麻面等現(xiàn)象，使混凝土密實(shí)結(jié)合，以提高其強(qiáng)度，保證混凝土構(gòu)件的質(zhì)量，但在成型后，再次振動(dòng)會(huì)對(duì)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻性、粘結(jié)性產(chǎn)生變化，也會(huì)對(duì)后期變形性、力學(xué)特性和耐久性產(chǎn)生影響?，F(xiàn)階段我國(guó)大部分橋梁的加固和維修采取封閉交通的方式來(lái)進(jìn)行施工，而對(duì)于我國(guó)日益增大的交通量，特別在一些重要高速公路橋梁上，顯然是不經(jīng)濟(jì)的，甚至無(wú)法保證交通正常運(yùn)行。

3、但在開(kāi)放交通的情況下進(jìn)行舊橋加固和維修，新澆筑的混凝土材料也必然會(huì)受到行車(chē)荷載引起的橋梁振動(dòng)的影響。對(duì)于車(chē)橋耦合振動(dòng)對(duì)新拌混凝土性能的影響研究．近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者取得了一些研究成果，提出了一些改善振動(dòng)影響的解決措施，但基于不同研究方法與試驗(yàn)條件，得到的結(jié)論存在爭(zhēng)議。因此，本文基于振動(dòng)作用對(duì)現(xiàn)澆混凝土性能的影響研究進(jìn)行了綜述，并對(duì)振動(dòng)對(duì)混凝土性能的影響機(jī)理進(jìn)行了分析，結(jié)合目前研究現(xiàn)狀提出今后研究的重點(diǎn)，對(duì)于解決不中斷交通條件下進(jìn)行橋梁維修加固維施工具有重大意義。1振動(dòng)對(duì)現(xiàn)澆混凝土性能影響研究現(xiàn)狀目前，國(guó)內(nèi)外有學(xué)者通過(guò)比

4、尺試驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室來(lái)模擬研究行車(chē)荷載引起橋梁振動(dòng)時(shí)對(duì)新澆筑混凝土性能所帶來(lái)的影響。東南大學(xué)魏建軍等通過(guò)采用不同的振動(dòng)頻率與振幅的組合和不同的起振時(shí)間對(duì)新澆筑混凝土進(jìn)行試驗(yàn)。研究表明，低頻小振幅(<3mm)對(duì)混凝土抗拉強(qiáng)度影響不大，較大振幅時(shí)(>5mm)抗拉強(qiáng)度有所下降。李曉娟通過(guò)在工程現(xiàn)場(chǎng)對(duì)新澆筑混凝土進(jìn)行試驗(yàn)并與自然條件下和標(biāo)準(zhǔn)條件下的新澆筑混凝土進(jìn)行7、28d強(qiáng)度對(duì)比，得出混凝土在受振動(dòng)條件下的各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)均會(huì)有不同程度的降低，但均在規(guī)范要求的范圍之內(nèi)。張煜等學(xué)者使用小型振動(dòng)臺(tái)進(jìn)行模擬建橋施工與行車(chē)收稿日期：2017

5、—03—18作者簡(jiǎn)介：李志輝(1985一)，男，重慶人，工程師，主要研究方向：道路、橋梁、交通工程?！?·荷載引起的橋梁振動(dòng)特性對(duì)混凝土性能影響情況，以振動(dòng)時(shí)間、頻率、幅度以及約束條件等為參數(shù)，對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度與彈性模量?jī)蓚€(gè)受力性能進(jìn)行了振動(dòng)效應(yīng)評(píng)估。結(jié)果表明：約束條件起控制作用，有效約束下振動(dòng)作用導(dǎo)致混凝土抗壓強(qiáng)度增強(qiáng)，而缺少約束則減??；開(kāi)放交通加固過(guò)程中振動(dòng)對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度影響較大，而橋梁建造過(guò)程對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度無(wú)明顯變化，同時(shí)兩種情況下，振動(dòng)對(duì)混凝土彈性模量變化不大。蔣正武等用YS超低頻振動(dòng)機(jī)模擬車(chē)橋耦合振動(dòng)，

6、并采用混凝土抗折強(qiáng)度保持率和早期離析程度來(lái)評(píng)價(jià)車(chē)橋耦合振動(dòng)對(duì)混凝土性能影響的指標(biāo)，研究表明：隨著振動(dòng)頻率及振幅的提高，混凝土受振后密實(shí)度降低，力學(xué)性能逐漸下降，早期離析程度和不均勻性逐漸增大；車(chē)橋耦合振動(dòng)對(duì)混凝土早期(0—6h)和后期(>15h)影響較小，而對(duì)中期(6—15h)影響顯著，車(chē)橋耦合振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部產(chǎn)生永久微裂紋等缺陷，對(duì)混凝土力學(xué)性能和耐久性影響較大。Bastian對(duì)新拌混凝土的二次振動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行了研究。據(jù)Bastian的研究表明，早期振動(dòng)使混凝土中存在于孔隙中的自由水得以釋放，增加了水泥水化的速度，

7、從而使得混凝土在二次振動(dòng)的情況下強(qiáng)度出現(xiàn)增長(zhǎng)，但在Basfian的研究中沒(méi)有明確給出混凝土早期振動(dòng)的強(qiáng)度。Manning等采用配比良好的低坍落度(<70mm)混凝土研究了行車(chē)荷載對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度及其與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度的振動(dòng)效應(yīng)，結(jié)果顯示，橋梁產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)混凝土與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度和混凝土抗壓強(qiáng)度并無(wú)不利影響。Kwan等研究了早期車(chē)輛荷載產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)橋面加寬處新澆筑混凝土裂縫寬度的影響，結(jié)果表明，當(dāng)初始振幅在>3mm時(shí)，混凝土產(chǎn)生的裂縫寬度>0．2mm，且與未受到振動(dòng)的混凝土相比，彎曲反力有所下降。2振動(dòng)對(duì)現(xiàn)澆混凝土性能影響

8、機(jī)理分析新拌混凝土再次受到振動(dòng)后，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程?；炷琳駬v成型后，由于混凝土未完全凝結(jié)固化，還未水化的水泥顆粒、水與骨料會(huì)在振動(dòng)作用下再分布，水泥漿上浮，骨料下沉，造成結(jié)構(gòu)組分分布失調(diào)，對(duì)于部分水化完成水泥顆粒、c—s—H與氫氧化鈣晶體擴(kuò)展生成凝膠結(jié)構(gòu)，并在骨料表面排列形成混凝土三相體，骨料相對(duì)較為穩(wěn)定，而水泥漿與過(guò)渡區(qū)對(duì)外界