基于橡膠粉改性混凝土的高速鐵路路橋過渡段結構性能研究.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筑物組成,在這些不同構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構中剛度較大,過渡段結構與路基之間存在沉降差異,導致過渡段結構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構改性材料的思路。通過室內試驗

2、對基準混凝土和各類橡膠混凝土的工作性能、密度、含氣量、標準立方體抗壓強度、棱柱體抗壓強度、彈性模量等物理力學指標進行檢測。利用有限元軟件Midas/GTS對過渡段結構使用基準混凝土和不同種類的橡膠混凝土以及橡膠混凝土與基準混凝土組合構成的路橋過渡段對比分析靜動荷載作用下路橋過渡段—路基的應力、沉降情況,得出以下結論:
　　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.在基準混凝土中摻入橡膠粉會使得橡膠混凝土的強度降低,橡膠粉摻入量越大,橡膠混凝土強度降低幅度越大,其中28d立方體抗壓強度,三種橡膠混凝土的摻合比例為5%、10%、15%、20%時,強度降低均值為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,過渡段結構出現(xiàn)集中受拉區(qū)域,且同種材料的過渡段結構,動荷載作用產生的最大拉應力比靜荷載作用下高出20%左右。使用強度低的橡膠混凝土作為過渡段結構材料,可使受拉區(qū)域的應力值減小。施加靜、動荷載時,與基準混凝土比較強度折減比例為60%時,受拉區(qū)域的最大拉應力降低均值分別為40.26%、42.37%。<

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