基于橡膠粉改性混凝土的高速鐵路路橋過渡段結(jié)構(gòu)性能研究.pdf

1、高速鐵路較之一般鐵路線對線路的平順性要求更高,一條高速鐵路線路是由路基、橋梁、隧道、涵洞等不同剛度的構(gòu)筑物組成,在這些不同構(gòu)筑物連接處存在著剛度差異所引起的沉降差異,沉降差異導(dǎo)致了線路的不平順,這種沉降差異在路基和橋梁過渡間表現(xiàn)的更加明顯。
　　本文針對現(xiàn)有高速鐵路路橋過渡段結(jié)構(gòu)中剛度較大,過渡段結(jié)構(gòu)與路基之間存在沉降差異,導(dǎo)致過渡段結(jié)構(gòu)在列車荷載作用下被拉斷的問題,提出使用橡膠混凝土作為路橋過渡段結(jié)構(gòu)改性材料的思路。通過室內(nèi)試驗

2、對基準(zhǔn)混凝土和各類橡膠混凝土的工作性能、密度、含氣量、標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度、棱柱體抗壓強(qiáng)度、彈性模量等物理力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行檢測。利用有限元軟件Midas/GTS對過渡段結(jié)構(gòu)使用基準(zhǔn)混凝土和不同種類的橡膠混凝土以及橡膠混凝土與基準(zhǔn)混凝土組合構(gòu)成的路橋過渡段對比分析靜動荷載作用下路橋過渡段—路基的應(yīng)力、沉降情況,得出以下結(jié)論:
　　1.摻入橡膠粉后對試驗混凝土工作性能基本無影響;在混凝土中摻入橡膠粉后,橡膠混凝土的密度會降低,引氣量會增加,

3、當(dāng)摻合比例為5％、10%、15%、20%時,三種橡膠混凝土密度均值依次為2.14 g/cm3、2.07 g/cm3、1.97 g/cm3、1.93 g/cm3,引氣量分別均值為5.33%、7.67%、9.34%、10.2%。
　　2.在基準(zhǔn)混凝土中摻入橡膠粉會使得橡膠混凝土的強(qiáng)度降低,橡膠粉摻入量越大,橡膠混凝土強(qiáng)度降低幅度越大,其中28d立方體抗壓強(qiáng)度,三種橡膠混凝土的摻合比例為5%、10%、15%、20%時,強(qiáng)度降低均值為17

4、.85%、49.13%、82.78%、93.05%。
　　3.利用 Midas/GTS軟件對路橋過渡段—路基模型分別施加靜動荷載作用下,過渡段結(jié)構(gòu)出現(xiàn)集中受拉區(qū)域,且同種材料的過渡段結(jié)構(gòu),動荷載作用產(chǎn)生的最大拉應(yīng)力比靜荷載作用下高出20%左右。使用強(qiáng)度低的橡膠混凝土作為過渡段結(jié)構(gòu)材料,可使受拉區(qū)域的應(yīng)力值減小。施加靜、動荷載時,與基準(zhǔn)混凝土比較強(qiáng)度折減比例為60%時,受拉區(qū)域的最大拉應(yīng)力降低均值分別為40.26%、42.37%。<

5、br>　　4.在荷載作用下路橋過渡段—路基結(jié)構(gòu),以基準(zhǔn)混凝土作為路橋過渡段材料時,結(jié)構(gòu)中線沉降曲線呈上凸?fàn)顟B(tài),使用橡膠混凝土材料作為路橋過渡段結(jié)構(gòu)時,沉降偏大。擇優(yōu)選擇80目橡膠混凝土強(qiáng)度折減60%時與基準(zhǔn)混凝土組合共同構(gòu)成新型路橋過渡段結(jié)構(gòu)。分別考察當(dāng)橡膠混凝土填筑厚度為1m、2m、3m、4m時,新型路橋過渡段結(jié)構(gòu)的應(yīng)力及沉降變化情況。結(jié)果表明,使用橡膠混凝土填筑于基準(zhǔn)混凝土之上時,路橋過渡段結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力顯著降低,降低平均幅值為34.