高强混凝土论文范文

以下是小编精心整理的《高强混凝土论文范文(精选3篇)》仅供参考，大家一起来看看吧。摘要：高强混凝土结构作为桥梁工程建造过程中广泛使用的一项结构类型，其对于保障和提升桥梁工程的建造质量具有举足轻重的作用，而提升混凝土结构本身质量的情况下桥梁工程的建造质量也必然得到有效提升。

第一篇：高强混凝土论文范文

型钢高强高性能混凝土柱受力性能研究

【摘 要】针对施工过程中遇到的型钢高强高性能混凝土结构，采用开源结构非线性分析软件OpenSEES，基于Kent-Scott- Park混凝土本构关系和Giuffre-Mengegotto -Pinto钢材本构关系，建立型钢高强高性能混凝土柱的有限元模型，对试件的受力性能进行非线性数值模拟。结果表明：该模型能较好的体现型钢高强高性能混凝土柱受力性能。可为型钢高强高性能混凝土的设计和优化提供参考。

【关键词】型钢高强高性能混凝土;OpenSEES;非线性;数值模拟

1 引言

型钢高强高性能混凝土 (Steel Reinfor ced High Strength and High Performance Concr ete) 结构是新型混凝土高技术在型钢混凝土结构中的应用。作为钢与混凝土相组合的新型结构形式，其具有高强度、抗震性能好等特点。目前已广泛应用于大跨、大空间的工业厂房中。实践证明型钢高强高性能混凝土结构能有效的提高结构的受力性能，大幅度地减小构件截面尺寸，从而减轻结构重量，增加使用面积。本文将采用数值模拟的方法分析其受力性能，模拟结果表明其具有相当好的非线性模拟精度。该有限元分析的结果可用于指导实际工程。

2 型钢高强高性能混凝土柱的有限元模拟研究

2.1 OpenSEES程序简介

OpenSEES全称为Open Systems for Earthquake Engineering Simulation(地震工程模擬开放体系)，该软件是由加州大学伯克利分校所研究开发的。程序可进行结构工程及岩土工程领域的静力弹性和非线性分析、pushover拟动力分析、模态分析、动力线弹性分析与非线性分析等。经证明，在以上各个分析中均能具有较好的数值模拟精度。此外，OpenSEES具有便于改进和协同开发，能保持国际同步等特点。目前，该程序日益引起各国土木工程领域研究人员的高度关注。

2.2 单元选择

本文拟采用的分析单元为非线性梁柱单元模型(Nonlinear Beam-Column Eleme nt)，此单元模型是基于纤维模型法的非线性单元。可应用于杆系结构的非线性分析，并能充分考虑构件的P-Delta效应。其运用高斯数值积分法来求解构件柔度矩阵，故比目前多数程序采用的线性差值法计算结果更为精确。

2.3 材料本构关系

构件的荷载位移关系可以通过对截面纤维材料的单轴本构模型积分求得。故材料的单轴本构模型是影响数值模拟结果的重要因素。总体上讲型钢混凝土柱复合截面包括三种材料：混凝土、型钢和纵向钢筋。在建模前，需对各种材料采用适宜的混凝土、型钢和纵向钢筋的单轴本构关系，同时还应考虑箍筋对混凝土的约束作用。

2.3.1 混凝土本构关系

混凝土本构关系采用Kent-Scott-Park模型[1]，对应于OpenSEES中的Concrete02 Material单轴材料。其骨架曲线有三部分组成：二次曲线上升段、下降直线段和水平直线段。对于约束混凝土，可采用以体积配箍率为约束指标(配箍特征值)来修正其对应力和应变增大效应。材料本构的滞回规则详见文献[1]

2.3.2 钢材本构关系

关于钢材的本构材料模型，本文选择Giuffre Mengegotto Pinto模型[2]，对应于OpenSEES中单轴材料steel02 Material。其本构关系骨架曲线为双折线，可反映钢筋的Bauschinger效应[3]。并通过取强化段的硬化模量取为0.01Es来考虑钢材强化效应，Es为钢材的弹性模量。材料本构的滞回规则详见文献[2]。

2.4 试验简介

实验试件截面参数设计如下：截面几何尺寸(b×h)为150mm×210mm，高强高性能混凝土强度等级为C80，经过28天标准养护，混凝土轴心抗压强度为75.49MPa，弹性模量为42042MPa;型钢的屈服强度为319.7MPa，极限强度为491.5MPa，弹性模量2.07×105MPa;纵向钢筋选用直径为10mm的HRB335级钢筋，屈服强度为386.3MPa，极限强度为495.7MPa，弹性模量2.06×105MPa。试件具体尺寸和截面配筋形式和其他试验参数详见文献[4]。

试验采用悬臂直立式加载方法，在加载过程中，竖向用液压千斤顶施加轴力，试件的轴力为606.4kN。水平荷载加载时采用荷载和位移双控制。试件a采用单调静力加载制度，试件b采用低周反复加载制度，在每一级位移幅值下连续循环三次。构件的破坏准则：当试件的恢复力下降到最大值的85%时即认为试件完全破坏。

2.5 数值模拟结果分析

对比试验和OpenSEES非线性分析所得的荷载位移曲线，可以得到结论如下：(1)数值模拟所得荷载位移曲线的形状、面积及加载后期的承载力的衰减都与试验所得曲线基本一致。表明此次模拟成功，并且该模型能较好的模拟型钢高强高性能混凝土柱试件的耗能能力。(2)模拟所得的滞回环的形状较试验略显饱满，在试件加载后期承载力的衰减也比试验曲线略为缓慢，及所采用模型高估了构件的耗能能力。(3)数值模拟和试验值有一定的误差，主要有以下原因：采用的建模方式是基于纤维模型的宏观模型，在计算时忽略了型钢和混凝土界面上的粘结滑移效应;试验时发现型钢和纵向钢筋都会有屈曲现象，而这在钢材的本构关系上没有达到体现;在建模时，仅是考虑了箍筋对混凝土的约束作用，模型中并没有箍筋纤维。

另一方面，由于箍筋对核心混凝土的约束作用较为复杂，相关的数据资料也不够充分，导致确定约束区域混凝土的本构关系时很难与实际情况符合

3 结语

数值分析结果表明，模拟结果与试验结果吻合较好。对于型钢高强高性能混凝土柱试件，由于型钢的作用导致数值模拟滞回曲线均比试验曲线饱满，能较好地反映出型钢对混凝土柱强度与刚度的加强作用，表明应用OpenSEES中的纤维模型和非线性梁柱单元能较好地模拟型钢高强高性能混凝土柱试件在的非线性反应。运用该模型可以有效指导实际工程的设计及优化研究。

参考文献

[1]Mander JB, Priestley MJN, Park R. Theoretical stress–strain model for confined concrete, Journal of Structural Engineering[J]. 1988; 114(8):4–26.

[2]MENEGOTTO M, PINTO P E. Method of analysis for cyclically loaded reinforced concrete plane frames including changes in geometry and non-elastic behavior of elements under combined normal force and bending[C], 1973:15-22.

[3]FILIPPOU F C. Effects of bond deterioration on seismic response of reinforced concrete frame [D]. Berkeley, CA: University of California, 1983.

[4]王斌，郑山锁，国贤发等. 循环荷载作用下型钢高强高性能混凝土框架柱受力性能试验研究[J].建筑结构学报，32(3):117-126.

作者简介：

邢俊林，出生年月：1969.6，性别：男，籍贯：山西省定襄县，现职称：工程师，学历：大学，研究方向：工程结构与建筑施工

作者：邢俊林

第二篇：桥梁施工中高强混凝土的应用

摘要：高强混凝土结构作为桥梁工程建造过程中广泛使用的一项结构类型，其对于保障和提升桥梁工程的建造质量具有举足轻重的作用，而提升混凝土结构本身质量的情况下桥梁工程的建造质量也必然得到有效提升。

关键词：高强混凝土;桥梁;计算;质量

前言

前我国范围内所使用的高强混凝土指的是强度等级涵盖在C60以上的混凝土材料，其设计生产过程中使用到了水泥、砂、石等原材料以外，还通过对减水剂、粉煤灰、矿粉、矿渣以及硅粉等原材料的有效使用，使得因此而产生的混凝土材料在强度等级上较常规混凝土有显著提高，且具备抗压强度高、整体密度大、孔隙率较低和抗变形能力强等诸多优点，对提升建筑结构、桥梁结构与部分特种结构的施工质量与工程性能发挥了非常重要的作用。

一、高强混凝土配比

在进行高强混凝土配比时，必须保证其中各类原材料综合性能和质量效果，以此提高各类原材料在高强混凝土配比中的作用效果，确保高强混凝土实际质量和应用价值可以得到有效保障。就目前来看，在桥梁工程中高强混凝土配比原材料主要包括水泥、复合材料、细集料、石英砂、粗集料和外加剂等。其中水泥材料多为普通硅酸盐水泥，并在高强混凝土配比时保证水泥材料性能合理性。

对于高强混凝土配比中复合材料来说，由硅灰、矿粉和粉煤灰组成，这就需要保证各类基础材料配比达到理想的混合效果，以此强化复合材料在高强混凝土配比中的实际作用，使得高强混凝土配比效果可以满足桥梁工程项目具体建设要求。在进行高强混凝土配比中细集料选用时，应保证细集料细度模数和含泥量均可以达到合理状态，发挥细集料在高强混凝土配比中的作用效果，使得高强混凝土综合调配和后期配比试验在具体实施过程中出现问题的几率降到最低。对于高强混凝土配比中石英砂材料来说，在石英砂材料投入使用之前，还应对石英砂颗粒组成展开研究分析，及时调整石英砂具体组成过程中出现的问题，避免石英砂材料在实际应用过程中影响配比。在选取粗集料时，必须保证粗集料各项指标均可以满足高强混凝土配比要求，并将其压碎值、针片状含量、含泥量等参数信息控制在规定范围内，必要时还应在完全清洗之后投入使用，提升高强混凝土配比效果。

应用于高强混凝土配比中的外加剂主要是指JK-4聚羧酸超塑化剂、聚羧酸加引气剂高效减水剂、聚羧酸超塑化剂、低含气量高效减水剂等。应确保各类外加剂综合性能符合高强混凝土配比要求，逐步提高高强混凝土配比效果。

二、高强混凝土在桥梁工程中应用的作用及意义

(一)减小体积

高强混凝土结构在桥梁工程中的应用与常规混凝土结构相比，其能够在减少当前建筑构件截面尺寸的基础上，促使当前建筑构件仍然满足桥梁工程的各项质量与性能要求，使得桥梁工程中的相关构件能够在使用高强混凝土的情况下，有效达到降低当前构件自重、缩小截面尺寸的效果。比如在桥梁工程中的某些受弯构件施工中可以使用高强混凝土进行浇筑，通过更高的配筋率来有效缩小其截面高度，使其满足桥梁工程的设计要求。

(二)提升刚度

高强混凝土结构与常规混凝土结构相比，高强混凝土材料可以形成刚度较大、变形较小的结构特性。因此高强混凝土结构在桥梁工程施工中的应用，可以充分结合当前桥梁工程建造的结构要求，满足其整体结构中部分有特殊刚度、特殊变形等要求的结构设计，为满足桥梁工程结构设计内容的全面性要求发挥了重要作用。

(三)增加寿命

高强混凝土结构与常规混凝土结构相比还具有更好的耐久寿命，尤其是当前以高强混凝土材料作为基础的预应力技术的应用，其在桥梁工程中的应用通过对人为控制应力的科学计算，能充分提升桥梁结构中部分受弯构件的抗弯刚度与抗裂缝能力，有效预防桥梁结构长期在露天、潮湿等环境下发生的结构变形、结构裂缝等问题，对提升桥梁工程的建造质量与耐久寿命具有较大影响。

(四)提高安全性

高强混凝土结构在施工过程中，由于高强混凝土本身掺杂了矿渣、矿粉、硅粉等诸多材料，因此其不仅结构刚度、抗压强度、抗震能力等均优于常规混凝土结构。同时高强混凝土结构在桥梁工程中的应用，也能够凭借硅粉等材料提高耐磨能力、耐冲刷能力等，使得高强混凝土结构在桥梁工程的建造与使用过程中具有更好的应对河流冲刷能力，对提升桥梁工程建造使用过程中的安全程度、耐久性能也起到了非常重要的作用。

三、高强混凝土在桥梁工程中应用注意事项

(一)强度取值与弹性参数计算

设计人员应当依照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018)中的计算要求，对混凝土强度进行取值计算，确定其平均抗压强度与轴心抗压标准强度，进而通过对混凝土强度折减系数的应用得到规范中的混凝土强度值。在此计算过程中，设计人员要充分考虑标准强度规定下的折减系数，给予高强混凝土结构一定的额外安全度，以此明确当前高强混凝土的设计强度与强度标准。设计人员还应当采取实際测量的方式计算当前高强混凝土结构的弹性模量，确保高强混凝土的强度取值与弹性参数均符合规范中的具体要求。

(二)深梁抗剪能力计算

设计人员除了要依照规范内容计算常规状态下高强混凝土深梁结构的抗剪能力参数以外，还需要针对极限状态下高强混凝土深梁结构的界面抗剪能力进行计算，以此确保高强混凝土深梁结构在极限状态下的抗剪能力，对其整体应用效果有更加全面的把控。

(三)观察受压区高度界限系数

设计人员要计算钢筋混凝土与预应力混凝土构件在正截面上的极限状态承载能力，尤其是在高强混凝土结构的受压区域，计算人员要依照规范要求并依照抗压设计强度的计算结果，观察其受压区域的界限系数是否符合当前桥梁工程的设计需求。

(四)钢筋混凝土轴心受压构件正截面强度计算

由于高强混凝土结构在桥梁工程的应用过程中，其构件中箍筋的约束作用受到高强混凝土材料的强度影响，相较于常规混凝土来说更弱，因此设计人员还需要针对钢筋混凝土轴心受压构件的正截面强度进行计算，结合箍筋的套箍系数确保计算结果的合理性。

(五)钢筋混凝土斜截面抗剪强度计算

高强度钢筋混凝土板梁结构的剪切破坏形态同样涵盖了剪压、斜拉等不同类型，同时上述形态均受到高强度钢筋混凝土板梁结构的剪跨比与含箍系数影响。也正因此，相关人员在使用高强度钢筋混凝土的过程中，还要注意预应力对于钢筋混凝土结构的影响，要通过对钢筋混凝土斜截面抗剪强度的计算明确预应力的处理方法。

四、结语

综上所述，高强混凝土结构在桥梁工程中的应用对提升桥梁的工程质量具有非常积极的作用，相关人员要全面计算高强混凝土结构的各项特征参数，以此明确当前高强混凝土的功能特性，使其能够满足桥梁工程的结构要求。

参考文献：

[1]王菊蕊，周立群.FRP筋钢纤维高强混凝土梁抗弯性能及在T型梁桥施工中的应用研究[J].公路工程，2019，44(5)：130-134.

[2]常志航.道路桥梁工程施工中高性能混凝土的应用探究[J].江西建材，2015(16)：178-179.

作者单位：天津市政建设发展有限公司

作者：刘俊

第三篇：论高强预应力混凝土管桩液压法施工

【摘 要】预应力管桩打入桩又名沉入桩，可划分为几个类别，多应用于沿海或沿江的软土地基之上，熟练掌握该工艺将给工程带来良好的经济效益。本文将主要针对使用较广泛的液压预应力管桩打入桩的施工，根据现有的一些理论和实践经验进行一些简单的探讨，希望能够给工程施工提供一些理论和实践上的帮助。

【关键词】高强力预应力混凝土管桩 液压法 施工

PHC管桩，也就是高强度预应力混凝土管桩，是采用先张预应力离心成型的制作工艺制作而成，具有工程相对便宜、应用范围较广等优点，运用范围较广，多用于房屋建筑和桥梁码头等工程。打入桩又称沉入桩，是指使用桩锤等重物撞击预制柱，将其打入土中，密实土壤，最终达到牢固地基的过程，主要有锤击沉桩、静力沉桩、震动沉桩等多种方法。因为别的沉桩方法都具有一些缺陷，例如锤击沉桩就具有噪音扰民、震动剧烈等缺点，例如广东省佛山市禅城区已于2009年12月1日下发了《关于进一步限制使用锤击桩等有关事项的通知》，所以近年来静力沉桩使用愈发频繁。因此本文将以液压法为例，对高强预应力混凝土管桩液压法施工进行探讨分析。

一、高强预应力混凝土管桩施工前的质量试验

施工之前要先做好高强预应力混凝土管桩的质量检验，液压沉桩可以利用静力压桩机来对管桩进行静载试验。静载试验如果没有锚桩等专门设备，可以考虑利用静力压桩机，也可以进行试验。而且在试验过程中，单桩承载力的静载、动测试验法，包括高应变试验等可以分批进行。

1、静载试验

静载试验法最常使用的方法是管桩的单桩竖向抗压静载试验法，这种方法关键是要通过模拟实际负荷的方法，利用千斤顶来辅助，这样得出来的一系列数据进行综合评定，最后才确定单桩的承载力的极限。但是，静载试验必须要满足一个前提，就是管桩和土层的契合度要达到工程的设计要求，不能低于或多于相关数据，否则将被视为质量不合格。

2、动测法试验

所谓的动测试验法，是指动力无损的检测法，检测的是管桩自身质量以及桩基承载力，是一项教新的技术。高应变试验是动测法中最常用的的一种，是关于静载试验不足之处的补充。它是通过试验相当重量的重锤，在相对的距离下重击桩顶，通过管桩的贯入深度来得出管桩竖向承载力的数据。高应变试验一般是静载试验结束后的补充，一般在静载试验一周后进行。具体方法是首先在管桩桩柱上方不远处按照应变和加速度传感器两种传感器，接着要对着桩柱的中心，使重锤以一定的冲击度撞击桩顶。此时，通过管桩周围土质的变形，通过传感器对数据的收集，得到各自数据，接着对数据进行分析，最终获得拟合结果。

二、液压法施工前准备工作

1、施工的主力挑选

施工队伍是施工的主力，在进行液压施工之前，应该对施工队的素质进行审查。施工队伍的技术和知识水平要达到该工程的施工要求，对施工队伍的挑选不仅在施工队伍的技术和水平，还具体到施工队伍的组织管理能力、工程设计理念、施工压桩设计、工程进度等等，甚至包括了施工技术人员和相关人员的技术要求合格与否，且施工人员必须具有广东省住房和城乡建设厅核发的特种作业人员操作证。

2、压桩设备的挑选

在高强预应力混凝土管桩液壓法施工之前，应该根据具体的工程计划，结合当地地质的实际情况等，仔细挑选相应的合适的液压装置。在这一方面，有一点需要注意的是，液压装置的压桩力至少要大于管桩竖向承载力极限的1倍以上和1.5倍以下。

3、桩位的选择

在施工过程中，压桩之前都要进行定桩位置的选择以及复查。管理人员要对定轴线进行复查，要反复核实校对，一定要确保轴线和桩位的正确，确保其符合设计工程要求。

4、高强预应力混凝土管桩质量

混凝土管桩自身质量的检查，包括对桩尖和桩身的质量检查，检查时候要严格按照相关的规范要求和工程设计的要求进行。首先要先对桩尖进行质量检查，对于不符合要求的桩尖一定要及时更换或进行及时有效的检修;第二，管桩桩身也要进行质量检查，例如，管桩的直径、厚度、长度、弯曲度等所有相关的尺寸都要符合相关规定和工程设计要求，偏差要在规范要求的范围之内。另外，检查管桩桩身的外部，最好不要有表面出现裂缝、细节零件出现破碎等现象的出现。如有不符合规范的管桩桩尖和桩身，需要及时更换，不可大意。

三、高强预应力混凝土管桩液压法施工工序以及要点

1、液压法施工工序

液压法的施工程序大致可分为以下几点：现场测量、放线定位、放置桩机、复查定位、垂桩插桩、桩身对直、液压沉桩、质量检测等几个程序。

2、施工要点

第一，对于垂直度的把握。液压沉桩关键的一点，是要把握好管桩的垂直度，不能忽视对管桩垂直度的校对。在进行插桩和接桩的时候，管理压桩机的相关技术人员要统一好工作，掌握好相应尺寸角度等，能把握好管桩的垂直度，同时在压桩的过程中也要注意桩身的垂直与否，只有管桩达到相应的垂直度，沉桩过程才能顺利完整地完成。

第二，接桩时候质量控制。在液压过程中，通常会发生接桩的情况。在接桩的过程中，一定要注意使上下两节的管桩中轴线在一条线上，不能有较大的偏差。而且，在接桩过程中，要注意两个管桩之间的顶板要保持干净，焊接的时候也要注意质量。

第三，送桩时候的质量控制。管桩要打入持力层，一般会选择使用送桩机。送桩机是钢板材料制成，是为了能使管桩获得有效的冲击力，且可以循环使用。

第四，终止压桩时的质量控制。终止压桩在工程开始前就由有关的建设单位、设计单位、监理单位、施工单位、勘察单位和监督部门等相关组织根据实际情况作了讨论，并拟定出相关的终止压桩标准。

3、液压压桩路线选择

在施工过程中，因为管桩的桩数有可能会很多，而地层的地质构造每层也都不一样，土层密度会随着深度而增高，管桩打入的所需压力也会增大。如果想要是管桩能顺利打入土层，压桩的路线就要好好规划，应该选择单向进行，避免从两侧往中间打入的方法。这样做是为了避免因为土层对管桩的挤压而导致的桩身部分倾斜，可以保证压桩的工作达到工程要求。

4、管桩与承台之间的连接

在施工过程中，要锯断管桩的桩头会采用专门设备，所以锯断口十分齐整。所以管桩与承台之间的连接就不能利用双方内部的钢筋进行连接，而要通过在管桩内填充混凝土，利用在混凝土中插入钢筋与承台进行连接的方式。

5、施工过程中管桩方面应注意的事项

管桩十分昂贵，因此在进行管桩设计时候就要注意好各方面的综合考虑，尽量避免造成工程施工上的错误。所以就要做好以下几点：

第一，在进行管桩基础设计的时候要结合工程设计、地质状况等综合因素考虑，可进行多方案的综合比较，采取最经济最合理的方案。

第二，在工程施工过程中，管桩的型号和规格尽量简单统一，堆放的时候最好同一型号、同一规格的放在一起，避免造成施工困难和施工混乱。

第三，施工过程中要注意组织管理和监管制度上的完善，对工程要进行从始至终的质量监管，避免施工过程中出现质量问题。

第四，要把握控制好沉桩的速度，并且要根据土层的密实程度及时调整沉桩的速度。在土层中存在石块等障碍物时候，要及时消除障碍物并避免管桩沉桩时候位置偏移。

四、总结

总之，如今的房屋和桥梁、码头建设等软地基工程大多采用高强度预应力混凝土管桩技术。液压法成为高强度预应力混凝土管桩压桩法中运用较广泛的压桩法，其具有噪音小、污染小、对城市居民影响小等优点，符合城市环境文明建设的要求。由于液压法的技术要求较高，施工也较为复杂，因此就要在工程实施过程中注意到各方面的细节，结合实际情况，使工程能达到最终设计要求。

参考文献

[1]徐至钧， 李智宇.预应力混凝土管桩基础设计与施工[M].北京： 机械工业出版社， 2005

[2]徐新跃.预应力管桩应用中的若干问题[J].建筑技术，2003(3)

[3]《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003). 中华人们共和国建设部，2003

作者：陈智永