预应力混凝土连续梁弹性模量影响因素浅析.doc

预应力混凝土连续梁弹性模量影响因素浅析
唐威具岩
(中铁隧道集团有限公司工程试验中心)
摘要:通过对铁路悬臂浇筑预应力混凝土连续梁施工中进行的试验研究,探讨了影响现代多组分混凝土弹性模量的各种因素,并对混凝土的抗压强度与弹性模量之间的关系进了说明,为悬臂浇筑预应力混凝土连续梁施工提供了一些有益的技术帮助。
关键词:混凝土弹性模量影响因素
1 前言
弹性模量是混凝土重要的力学性能,它反映了混凝土所受应力与所产生应变之间的关系,是计算钢筋混凝土结构的变形、裂缝开展和大体积混凝土的温度应力所必需的参数之一。
我公司承建的渝利铁路Ⅳ标段的桥梁工程采用挂篮分段悬臂浇筑施工的有2座特大桥和6座大桥,设计要求混凝土抗压强度为C55,28 GPa,现浇预应力混凝土张拉前实行抗压强度和弹性模量双控,要求张拉前混凝土的抗压强度达到设计值的95%,弹性模量达到设计值的100%。本研究主要探讨组成混凝土多物相复合材料对混凝土弹性模量的影响。
2混凝土的弹性模量
混凝土是一个多物相、多孔性的复合材料,其主体是颗粒堆聚体,存在界面过渡区,且过渡区有原生微裂缝。受力下,界面裂缝的扩展、颗粒间的滑移、孔隙中水的迁移等因素导致产生塑性变形。组成混凝土的各相组分、混凝土本身的弹性模量相差较大。
混凝土的应力-应变行为不完全遵循虎克定律, s-e曲线是非线性的,所以,混凝土的弹性模量不是一个恒定值。为了工程设计,故常对应力~应变曲线的初始阶段作近似直线处理,有三种处理方式:1、原点切线弹性模量 Eo = tan a1;2、割线弹性模量 Eh = tan a2;3、切线弹性模量 Et = tan a3。
我国现行标准[1]指定以应力s =1/3 fcp时的加荷割线弹性模量定义为混凝土的弹性模量Ec——静力弹性模量。
Ec=×
式中:Ec——混凝土静力抗压弹性模量(MPa)
Fa——应力为1/3轴心抗压强度时的荷载(N)
Fo——(N)
A——试件承压面积(mm2)
L——测量标距(mm)
ΔL——(mm)
3 影响因素及分析

同一配合比,其他条件不变,我们进行了不同岩石母材粗集料对混凝土弹性模量影响的试验,采用标准养护,试验得出的弹性模量数据如表1。
表1 粗集料对混凝土弹性模量影响的数据
粗集料种类
混凝土标号
水胶比
Fa28d×103
Ec28d×104
Fa60d×103
Ec60d×104
玄武岩
C55

240

257

花岗岩
C55

201

205

石灰岩
C55

235

251

陶粒
C55

178

182

1/2陶粒+1/2玄武岩
C55

197

202

密实骨料具有很高的弹性模量,一般来说,混凝土拌合物中高弹性模量粗骨料用量越大,混凝土的弹性模量也越高,因此集料的性质将是影响混凝土弹性模量最主要的因素。从表1中的试验数据可以看出,陶粒混凝土的弹性