磷酸镁水泥材料的研究与发展趋势

磷酸镁水泥(MPC)具有凝结硬化快速、早期强度高、耐磨和可在低温环境下施工等优点。本文概述了MPC性能特点、研究历史和制备方法,介绍了两种磷酸镁水泥的水化产物。指出了MPC性能方面的研究热点,例如缓凝措施、矿物掺合料在MPC中的作用、水中稳定性等。同时也对MPC的抗冻性和耐磨性及其影响因素做了介绍。本文认为磷酸镁水泥未来的发展趋势,从结构材料向功能材料转化,这样可以充分发挥MPC的性能优势,提高其利用价值。     

磷酸镁水泥性能及发展前景

结合对磷酸镁水泥的材料组成、力学性能方面研究成果的分析,发现磷酸镁水泥(MPC)作为一种新型无机胶凝结合材料,兼有快速凝结硬化、早期强度高、耐盐蚀、抗渗性能好和可在寒冷地区施工等优点。综述了国内外学者在磷酸镁水泥性能、水化机理以及改性方面的研究进展,总结磷酸镁水泥存在的问题,并展望磷酸镁水泥未来的应用前景,探讨磷酸镁水泥的发展新途径。     

大跨度连续刚构桥有限元建模与动力特性研究

自振频率和振型是反映桥梁结构动力特性的模态参数和评价桥梁动力性能的重要依据。以某大跨度连续刚构为例,采用大型通用分析软件ANSYS建立该桥的有限元计算模型,对其进行模态分析,得出相关模态参数,为桥梁设计和检测等提供参考。     

掺合料对磷酸镁水泥的性能影响及机理研究

研究了粉煤灰、矿渣粉、磷渣粉和硅灰等四种活性掺合料分别对磷酸镁水泥(MPC)工作性能和力学性能的影响,并探讨了掺合料在MPC中的水化机理。结果表明:粉煤灰、矿渣粉、磷渣粉、硅灰的最佳掺量分别为20%、20%、30%、5%,掺入磷渣粉M PC浆体的流动性和缓凝效果最优,矿渣粉和硅灰对浆体的缓凝效果不明显;随着掺合料的添加,水泥石的28 d抗压强度都有一定程度提高,抗折强度呈下降趋势。但掺入硅灰使抗折强度有所提高。掺合料化学组成和碱性不同,电离出的OH-和掺合料活性影响MPC水化体系水化进程。     

大跨度高墩连续刚构桥的动力特性分析

以某大跨高墩连续刚构桥为计算模型，应用通用软件ANSYS建立了三维动力有限元模型，进行了自振特性分析，指出计算得出的结果必将对后期抗震、抗风设计以及车桥动力相互作用分析奠定坚实的基础。     

磷酸镁水泥基材料复合减水剂的应用研究

在研究适用于普通硅酸盐水泥的减水剂对磷酸镁水泥(MPC)基材料流动性影响的基础上,根据MPC基材料的水化特点,采用复合方法配制减水剂,研究了复合减水剂对MPC基材料流动性、凝结时间、强度、水化产物及结构的影响.结果表明,适合于普通硅酸盐水泥的减水剂,对MPC砂浆流动性没有明显改善作用;复合减水剂对MPC基材料流动性及强度均有明显改善作用,而且还能提高MPC水化产物生成量和水化产物密实度.     

大跨度连续刚构桥有限元建模与动力特性分析

本文采用有限元软件ANSYS建立某大跨连续刚构桥有限元模型,通过该模型的模态分析结果和实桥的环境振动测试结果的比较,得出一些有意义结论。     

镍铁渣基磷酸镁水泥的制备及其机理研究

为实现镍铁渣(FS)的综合利用,降低磷酸镁水泥的生产成本,提出利用高镁含量的FS与磷酸二氢铵(ADP)反应制备镍铁渣基磷酸镁水泥(F-MPC).在50℃恒温水浴中反应8h的条件下,探讨FS与ADP质量比(mFS/mADP)、氧化镁掺量(wM)、水胶比(mW/mB)、硼酸掺量(wBA)对材料凝结时间和抗压强度的影响,采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜-能量弥散X射线谱(SEM-EDS)分析F-MPC水化产物的物相组成及微观形貌,探讨其水化反应机理.结果表明:当mFS/mADP=4、wM=4%、mW/mB=0.17、wBA=0.3%时,F-MPC的工作性能与力学性能最佳;水化产物以鸟粪石为主,同时还有磷镁铵石,F-MPC以这些水化产物为胶结料,通过胶结作用将FS颗粒进行包裹,最终形成高强的硬化体.     

磷酸镁水泥砂浆强度影响因素研究

试验研究了水泥比表面积、胶砂比、水胶比、缓凝剂和养护方式等因素对磷酸镁水泥砂浆强度的影响。研究结果表明:磷酸镁水泥砂浆强度随着水泥比表面积的增大而增大;随着胶砂比的降低,水泥砂浆强度迅速降低,高早强磷酸镁水泥砂浆的胶砂比不应低于1:1;提高水胶比和硼砂掺量,磷酸镁水泥砂浆强度明显降低;磷酸镁水泥基砂浆宜采用空气自然养护,不宜水中养护。     

车辆行驶速度对连续刚构桥动力特性影响分析

文以某连续刚构桥为工程背景,在不同类型车辆以不同车速通过桥面时,对结构进行动力特性分析。利用有限元软件Midas/Civil 2015建立结构动力分析模型,并进行模态分析得到该桥固有频率和振型,通过时程分析,得出该桥在移动荷载作用下跨中位置的动力响应,包括位移、速度和加速度。根据结构的动力响应和对比车辆行驶速度对结构动力响应的影响得到如下结论:当车辆速度相同时,随着移动荷载轴重的增加,位移和加速度响应也相应增大。三种不同轴重车型以不同速度在桥面上行驶时位移、速度及加速度响应均出现了两个波峰,并非是车辆速度越大,动力响应就越大,这为该类桥梁设计和动力性能研究提供参考。     

用ANSYS对连续刚构桥进行优化研究

深入研究了 ANSYS 软件的优化功能模块,并以某大跨连续刚构桥为研究对象,提出了通过分节段优化进而达到全桥沿纵向优化的思路。在保证刚度和强度的条件下,通过对双肢薄壁墩壁厚的优化,使桥梁总重量减少了5.7%;通过对箱梁各部分厚度的优化,使得桥梁的总重量减少了2.5%。说明桥梁设计时优选腹板顶、底板的合理比例是必要的,适当减小双薄壁墩的壁厚是切实可行的,可提高结构性能,减少工程造价。     

连续刚构桥底板防崩裂设计研究

连续刚构桥是国内外应用较为广泛的桥型,但该桥型大多会发生底板崩裂病害,严重影响其运营安全和使用寿命。文章以云南某桥为实例,通过有限元软件建模计算,分析了该桥底板崩裂的原因,发现抗崩钢筋设计以及波纹管施工定位误差是该桥发生崩裂病害的重要原因,其中抗崩钢筋可以采用不对称设计,希望对类似工程提供参考。     

桩土作用下连续刚构桥动力特性分析

以欧拉弹性理论为基础,桩土作用为桥梁结构影响因素,运用空间有限元法对昆明某高墩大跨径连续刚构桥进行动力特性分析。计算结果表明,在动力特性方面,桩-土效应对高墩大跨连续刚构桥有着十分显著的影响。因此在进行高墩大跨连续刚构桥的动力特性分析时,考虑桩-土作用是十分必要的。     

高墩大跨连续刚构渡槽施工监控研究

针对黔中地区水利枢纽工程中的大跨度连续刚构渡槽施工监控问题,建立精细化有限元分析模型,模拟徐家湾连续刚构渡槽的施工过程,分析计算了各施工阶段徐家湾渡槽的结构行为.根据分析结果,通过比较各阶段的高程变化和计算值,验证了计算模型和分析方法的正确性,为高墩大跨连续刚构渡槽积累施工经验.     

体外预应力加固连续刚构桥受力性能分析

本文以三股线5跨连续刚构桥为工程背景,对体外预应力加固方法进行了研究。利用桥梁博士Dr.Bridge 3.0建立该桥的有限元计算模型,通过验算加固前后承载能力极限状态的极限抗力和正常使用极限状态的极限抗力及抗裂,最后在理论计算的基础上进行该桥梁的荷载试验。试验表明:加固后跨中挠度降低23.7mm,合拢段顶板应变降低97.5με,底板应变降低62.5με且挠度及应力校验系数均在理论范围内,说明桥梁加固后刚度和应力状况得到明显改善,加固方案达到预期效果。     

大跨空间网壳结构动力特性研究

大跨空间网壳结构在地震荷载作用下的振动反应规律不仅与地震荷载有关,还与结构自振特性紧密相关,分析结构的自振特性是进行结构抗震分析的基础。大跨空间网壳结构的自振特性比较复杂且影响因素多,通过探讨大跨空间网壳结构的基本自振特性、各阶周期、对应振型结构及各向刚度分布情况,把握结构的基本自振特性;随后主要对结构周期随支座的数量、矢跨比和载荷等三个主要因素的影响进行参数分析,得出他们之间频率和振型的异同,从而得出一些有益于结构设计的结论。     

变截面连续刚构桥的线形监控

对于挂篮悬臂施工的预应力混凝土连续刚构桥来说,主梁的成桥线形主要取决于施工过程的控制。变截面连续刚构桥的建成要经历一个较长而复杂的施工过程,结构体系也会随着施工过程发生变化。为确保合理线形,需设置准确的预拱度和具备完善的线形监测体系。对设置预拱度的影响因素进行了分析,并利用有限元分析软件MIDAS CIVIL建立了涪江一桥的分析模型。结合合川区涪江一桥的现场监控实践,对线形监控成果进行了分析。     

重载高速长联大跨度连续刚构桥施工控制研究

以柳林滩黄河大桥主桥为工程背景,研究重载高速公路长联大跨度连续刚构桥的施工控制。结合该桥结构特点,采用自适应法施工控制系统;测量误差和物理参数识别误差采用Kalman滤波法;桥轴线控制采用大地绝对坐标法;竖向挠度变形控制采用绝对高程法;应力监测采用具有智能化温度补偿功能的混凝土应变计,并全过程跟踪监测最不利部位的混凝土应力。通过对合龙口误差、成桥线形和最不利混凝土应力结果分析,表明全桥线形控制良好,应力监测准确,施工过程结构安全。     

基于Midas Civil的连续刚构桥地震响应分析

以某连续刚构桥为工程背景,运用了大型专业有限元结构分析软件Midas Civil建立动力分析模型,并进行了模态分析.在此基础上采用动力反应谱分析法和动力时程分析法分别计算了结构的地震响应,并对两种结果进行对比分析,所得结论为大跨度连续刚构桥的抗震分析和设计提供相关依据.