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湿热作用下预制拼装构件胶接缝受力性能研究
| 论文题名： | 湿热作用下预制拼装构件胶接缝受力性能研究 |
| 关键词： | 预制拼装构件;桥梁工程;胶接缝;湿热老化;表面孔隙率;力学性能 |
| 摘要： | 节段预制胶拼混凝土梁具有施工速度快、梁体工厂化制造质量高、施工期对环境干扰小等优点，已在市政、公路及铁路桥梁工程中逐步推广。由于普通钢筋在混凝土节段间不连续、节段拼接工艺不确定性多等特点，预制节段间的接缝仍是影响节段胶拼梁受力性能的关键因素，尤其是耐湿热老化性能。本文围绕湿热作用下预制拼装构件胶接缝受力性能展开试验研究，主要工作和相关结论如下： （1）完成33个结构胶湿热老化拉伸试验。结果表明：随着湿热老化作用/湿热老化时间增加，结构胶断裂强度及断裂应变均呈现下降趋势；得到了预测结构胶湿热老化剩余力学强度公式；讨论了结构胶湿热老化力学性能退化机理。 （2）完成18个胶拼构件湿热老化劈裂试验。结果表明：随着湿热老化温度/相对湿度作用增强，构件断面破坏类型由混凝土内聚破坏逐渐转向界面粘结破坏，构件劈裂强度也逐渐降低。混凝土内聚破坏、混合破坏和界面粘结破坏的劈裂强度范围分别为2.35MPa~3.36MPa、1.23MPa~2.89MPa和1.11MPa~1.51MPa。 （3）完成8个胶拼构件湿热老化弯折试验。结果表明：随着湿热老化温度/相对湿度作用增强，构件断面破坏形态逐渐由混凝土内聚破坏向混合破坏、界面粘结破坏转变，构件弯折强度也逐渐降低。 （4）构建混凝土表面孔隙率与胶接缝湿热力学性能间的联系。制作3组18个不同振捣时间的混凝土试块，采用数字图像处理技术量化不同振捣时间下混凝土表面的孔隙分布；基于以上原材，制作9个胶拼劈裂构件，同时开展了湿热老化试验。结果表明：随着振捣时间增加，混凝土表面平均孔隙率总体呈现先下降后稳定趋势；劈裂强度随着混凝土表面孔隙率的增大而降低；未老化构件破坏类型为混凝土内聚破坏，老化构件破坏类型为界面粘结破坏和混合破坏。 （5）分析不同规范关于结构胶耐湿热老化性能的检验条件和评定标准。发现绝大部分规范均采用长期测试方法，且多为钢-钢拉伸剪切试件。胶接缝是由混凝土-结构胶-混凝土组成，在评价耐湿热老化性能时，应增加混凝土-混凝土粘结构件比例；基于不同规范中结构胶耐湿热老化性能测试方法和评定标准特点，对试件制作难易程度、湿热老化时间长短、评定标准严苛程度等作出了综合评价。 （6）探讨煮沸老化条件与本文湿热老化条件对结构胶及胶接缝力学性能影响。结果表明：钢-钢拉伸剪切试验中，快速煮沸老化7d后的强度下降率均难以满足各规范中结构胶耐湿热老化性能评定标准；胶拼构件劈裂试验，快速煮沸老化14d与本文85℃，78%rh或85℃，95%rh湿热老化14d后的强度下降率较为接近。 |
| 作者： | 李逢林 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 卢文良 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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