前言：本站為你精心整理了重質混凝土在橋梁工程中的應用范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

摘要：對重質混凝土的配合比進行探索，不僅能從理論上填補國家標準和行業(yè)規(guī)范對于重質混凝土配合比設計的空白，同時也為重質混凝土在橋梁中的應用奠定基礎。論文將重質混凝土應用于橋梁配重領域，配置滿足容重要求的重質混凝土，能夠在保證混凝土性能的同時，保證配重合龍施工質量，促進橋梁領域新材料的應用與發(fā)展。

關鍵詞：配重；重質混凝土；橋梁工程

重質混凝土是指干表觀密度大于2600kg/m3的混凝土，多用于結構配重和防護[1-5]。采用配重質混凝土這種高密度特殊混凝土作壓載、配重，其最大的優(yōu)點是可替代鑄鐵配重，降低成本，而且可以滿足各種形狀結構的配重，目前已被廣泛應用于橋梁及建筑機械配重以及鐵路高密度混凝土等領域。重質混凝土除了應用于橋梁配重領域之外，現(xiàn)大多應用于防輻射領域，因此對于重質混凝土大多理解為防輻射混凝土。防輻射混凝土是一種能有效屏蔽對人體有害射線輻射的新型混凝土，其表觀密度要求較高，目前國內外對于重質混凝土的研究大多集中于防輻射混凝土領域，而對于配重質混凝土領域的研究相對有限。

1配重混凝土的研究意義及必要性

重質混凝土是近年來新興的特種材料，目前尚無國家標準和行業(yè)規(guī)范，配合比也需根據(jù)實際需要特別研究。重質混凝土的主要特點就是重度大，其配合比的設計需要在考慮提高重度的前提下，保證混凝土的強度、耐久性、均勻性、和易性、滲透性和經(jīng)濟性等要求，獲得最經(jīng)濟和適用的混凝土。重質混凝土的配合比設計以容重為主要設計目標，因此選擇合適的原材料是配置重混凝土的關鍵。用鋼廠廢料（鋼渣）作為配重細集料、鐵砂為配重粗集料、普通河沙調整和易性、水泥為膠結材料、外加劑和水可以配置出容重大于3000kg/m3的C50配重混凝土；采用級配良好的重晶砂作為細骨料，連續(xù)級配重晶石作為粗骨料，水泥、外加劑和水可以配置出容重不低于3500kg/m3的C30重質混凝土；充分利用重集料較大的表觀密度，以單方混凝土中最多能摻入量為原則，將鐵砂作為混凝土的主要骨料，細礦砂作為細骨料，水泥用量以滿足和易性為主，選用小用水量，配制出容重達4000-4500kg/m3的重質混凝土[1-5]。由此可見選擇合適的原材料不僅可以達到容重要求的目標，同時也可以有效地保證施工質量，獲得良好的經(jīng)濟效益。常見的配重施加方法有水箱配重和沙袋配重，水箱配重施加和卸載較方便，但需要較大水箱，沒有水箱的情況下可采用沙袋配重，但在一些實際情況中受各種條件制約，水箱配重和沙袋配重都有較大困難，這時就需要采用重質混凝土配重來解決合龍過程中導致的偏載平衡問題。重質混凝土可以設置在邊跨梁端箱內進行配重，來抵消邊跨支座處產(chǎn)生的負反力。另外，重質混凝土還可應用在鋼箱梁中橋墩附近的配重設置，以增大支座正反力，克服支座處因彎扭造成扭矩較大和自重輕而出現(xiàn)的支座脫空甚至傾覆的現(xiàn)象。無論是應用于懸臂橋梁的合龍配重還是鋼箱梁的支座配重，重質混凝土都是配重的關鍵材料。重質混凝土作為近年來新興的特種材料，在橋梁配重領域有廣闊的發(fā)展前景。因此，對重質混凝土的配合比進行探索，不僅能從理論上填補國家標準和行業(yè)規(guī)范對于重質混凝土配合比設計的空白，同時也為重質混凝土在橋梁中的應用奠定基礎。將重質混凝土應用于橋梁配重領域，配置滿足容重要求的重質混凝土，能夠在保證混凝土性能的同時，保證配重合龍施工質量，促進橋梁領域新材料的應用與發(fā)展。

2研究方法及目標

研究方法如下：a.文獻分析法。總結現(xiàn)有重質混凝土和橋梁配重的相關研究資料，保證項目研究內容處于國內外領先水平。b.正交設計法。采用相對較少的試驗就能配置滿足重質混凝土容重、強度和和易性等性能指標要求的配合比，使所設計的試驗方案合理化。c.多目標優(yōu)化法。使重質混凝土配合比設計中各組分在滿足一定約束條件的基礎上，能夠獲得高容重、高強度和經(jīng)濟性合理的重質混凝土。d.有限元分析法。根據(jù)桿系有限元原理，進行結構單元劃分，同時設置邊界條件及相關材料參數(shù)，建立配重重質混凝土的有限元分析模型，保證重質混凝土在橋梁配重領域應用的合理性。研究目標如下：a.應用合理原材料，配置新興特種混凝土材料，實現(xiàn)混凝土新型材料設計的新設想；b.配置滿足耐久性、和易性、經(jīng)濟性等各項指標的重質混凝土，根據(jù)實際需要進行重質混凝土配合比設計和優(yōu)化研究，填補重質混凝土在混凝土標準和規(guī)范方面無據(jù)可依的空白；c.將重質混凝土應用于橋梁配重領域，實現(xiàn)重質混凝土配重的理論分析和實際應用，開辟重質混凝土應用新領域，完善混凝土應用體系。

3研究內容

3.1資料收集。收集國內外現(xiàn)有關于重質混凝土應用于橋梁工程配重領域的資料，保證項目研究的檢測系統(tǒng)達到國內外領先水平。

3.2重質混凝土配合比設計研究。3.2.1原材料選取。選擇不同的粗細骨料進行原材料的選取。細骨料擬選擇重晶砂、鐵砂和普通砂，粗骨料擬選擇重晶石、鐵礦石和普通石子，其他原材料正常選取。3.2.2配合比試驗。根據(jù)體積法和質量法計算初步配合比，以不同的水膠比、砂率和外加劑摻量進行試驗設計，試驗設計不同粗細骨料正交設計，確定不同因素作用下，容重、和易性和強度的試驗影響情況，確定合理的重質混凝土試驗配合比。3.2.3優(yōu)化設計。由不同材料影響下容重、和易性、強度和經(jīng)濟性等方面的統(tǒng)計分析，確定單目標和綜合目標的配合比優(yōu)化結果，從而從理論上驗證不同目標的重質混凝土配合比優(yōu)化設計結果。

3.3重質混凝土在橋梁配重中的應用。3.3.1配重原理的理論分析。依據(jù)“等彎矩配重”和“等位移配重”的原理，確定重質混凝土配重情況相關計算公式。3.3.2配重有限元分析。應用有限元分析軟件進行重質混凝土配重的模擬，獲得有限元分析結果。3.3.3結果對比分析。將理論結果與有限元分析結果進行對比，深入分析重質混凝土配重方法對橋梁主體結構線形和內力等因素的影響。將重質混凝土這種特種混凝土應用于橋梁配重領域，并利用重質混凝土的性能和配重的原理，對重質混凝土在橋梁配重領域的應用進行理論和有限元模擬，是重質混凝土應用研究的主要特色。并在重質混凝土配合比設計試驗研究中充分考慮了原材料的使用情況，對比分析不同原材料對重質混凝土容重、強度及和易性的影響。通過對重質混凝土的配合比進行了優(yōu)化設計研究，并進行了不同目標情況下重質混凝土的最優(yōu)配合比設計。

4技術路線

在收集相關文獻資料研究的基礎上，進行重質混凝土的配合比設計和橋梁配重方面的應用，應用正交設計法進行容重、強度和和易性等指標的配合比試驗，并應用優(yōu)化設計的方法進行各指標的優(yōu)化配比分析，將重質混凝土應用于橋梁配重領域，從理論和有限元模擬兩方面進行對比分析，驗證配重應用的合理性。綜合國內外研究現(xiàn)狀，現(xiàn)有研究大多集中于重質混凝土防輻射方面的應用，而對于應用于橋梁配重方面的研究相對較少，雖然中鐵部分單位提出重質混凝土應用于橋梁配重方面的研究設想和相關應用，但缺少系統(tǒng)的理論研究和試驗支撐，為此，項目提出將重質混凝土應用于橋梁配重領域，對重質混凝土的配合比進行相關試驗研究，并從理論方面對重質混凝土在橋梁配重問題上進行相關結構分析，為重質混凝土這種特種混凝土材料開辟更廣闊的領域，同時也為重質混凝土的發(fā)展奠定堅實的理論和試驗基礎。

參考文獻

[1]崔嵩嶺.淺談配重混凝土的設計與應用[J].中國新技術新產(chǎn)品,2013,(4):16.

[2]張勇,魯嘵輝,謝慧東.鋼渣粗集料在泵送配重混凝土中的應用試驗研究[J].生態(tài)建材,2015,(2):18-21.

[3]謝洪雷,趙建佩,錢,欣等.骨料級配對配重混凝土密度及抗壓強度影響的試驗研究[J].石油工程建設,2013,39(3):13-16.

[4]鄧長軍,唐英、何躍軍等.重混凝土配合比設計及其在城市橋梁中的應用[J].鐵道建筑,2015,(3):24-26.

[5]王曉中.重混凝土性能的試驗研究與應用[D].北京:北京工業(yè)大學,2012.

作者:哈娜 單位:遼寧省交通高等專科學校道橋系