板梁桥铰缝混凝土材料优化试验研究

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发布时间：2021-09-06

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板梁桥铰缝混凝土材料优化试验研究
王安辉，张衡，吴炫
(1．商丘工学院土木"1-程学院，河南商丘476000； 2．江苏省交通规划设计院。南京210098)
【摘要】针对板梁桥铰缝开裂、渗水、游离石灰等病害问题，以常见铰缝混凝土强度标号(CA0)为基准，通
过比较普通混凝土、不同掺量的粉煤灰混凝土之间的工作性能、抗拉强度提升程度和收缩性能等，优选符合工程
需要的铰缝混凝土配合比组成。结果表明，采用细骨料对铰缝混凝土质量提升没有显著作用，而以25cm最大粒
径骨料进行配置较为合适；在铰缝混凝土中宜掺入适量的粉煤灰，粉煤灰的掺量控制在10％～15％，可有效降低
混凝土的干燥收缩。
【关键词】铰缝混凝土；劈裂抗拉强度；粉煤灰；白收缩；干燥收缩
【中图分类号】TU528．0 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2016)04 —0023—02
0 引言
对于空心板梁桥，铰缝底部常出现勾缝开裂脱
落、渗水、游离石灰等病害，甚至单板受力桥面铺装产
生纵向裂缝。目前认为其根本原因是板梁铰缝混凝
土开裂，导致板梁之间的横向联系破坏。这些病
害形式会降低桥涵的承载能力，使得上部主要承重构
件处于非常不利的受力状态，加速了桥涵上部结构病
害发展，达到一定程度将导致铰缝混凝土逐步松散而
脱落，严重时形成一条破碎带。
目前关于铰缝混凝土的质量控制存在两个问题，
一是，对铰缝混凝土工作性能认识不到位，仅仅以抗
压强度指标进行控制，比较单一，无法全面反应出铰
缝混凝土服役要求。二是，从功能要求上来看，铰缝
混凝土应具备较好的抗拉强度和自密实性能，但这两
者之间存在一些矛盾，目前抗拉强度的提升主要依靠
特殊材料的添加(如钢纤维)来实现，但是混凝土的流
动性又将随着掺量的增加而降低。铰缝空间小，已
经难以振捣，要强调自密实性能必须在一定程度上增
加混凝土的流动性。
在我国现有的各类规范或指导意见中，很少见到
对于板梁桥铰缝混凝土材料的配合比要求。为了明
确铰缝混凝土材料配合比的控制指标，提高板梁铰缝
的协同工作性能，文中对板梁桥铰缝混凝土材料配合
比进行了优化试验研究。
1 试验方案
试验方案设计的混凝土强度等级为CA0，试验研
究分为两个阶段。第一阶段：通过试验确定不同水灰
比情况下，石子最大粒径对铰缝混凝土力学性能、长
期性能的影响，优选合适的水灰比及石子最大粒径，
其混凝土配合比如表1所示。第二阶段：在优选出合
适的水灰比和石子的最大粒径的基础上，研究粉煤灰
掺量对铰缝混凝土工作性能、力学性能和长期性能的
影响，其混凝土配合比如表2所示。综合两个阶段的
成果，提出铰缝混凝土的配合比设计控制要求。
表1 第一阶段试验配合比
编号水灰比石子粒径砂率
／m m
水泥粉煤灰石子
／kg·m～／kg·m一／I【g·m一
2 试验结果与分析
2．1 第一阶段试验结果与分析
不同配合比的铰缝混凝土3d、7d和28d的抗压强
度、劈裂抗拉强度及28d自收缩值如表3所示。
8组不同配合比的铰缝混凝土试件的3d抗压强
度可达到28d强度的50％以上，7d抗压强度发展到
80％以上。3d劈裂抗拉强度可达到28d强度的50％
一70％，7d劈裂抗拉强度可达到70％一90％，劈裂抗
拉强度在7d龄期的发展程度略低于抗压强度。从受
力情况来看，铰缝混凝土主要以劈裂抗拉为主，早期
劈裂抗拉强度的增长相对于抗压强度而言来得更为