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高强轻骨料混凝土的优点
发布时间:2017-04-10   浏览:537次

高强轻骨料混凝土的优点

1. 自重轻
  CL30以上的高强轻骨料混凝土的表观密度为1600kg/m3~1950kg/m3,比相同强度等级的普通混凝土轻25%~30%。由于自重轻,对于大跨度的桥梁而言,恒载占有很大的比重,减轻自重可以有效地降低结构内力,使桥梁跨度增大,减少桥墩数量;可以减少上部结构的预应力钢筋数量;降低基础处理的费用。对于地震地区的桥梁工程而言,由于地震作用和上部结构的自重成正比,当采用高强轻骨料混凝土,可显著降低地震作用。
2. 更高的耐久性
  使用轻骨料能有效避免混凝土的碱骨料反应问题,使桥梁的使用寿命得以延长。轻骨料混凝土还具有低渗透性,具有很好的耐磨性和抗冻融能力。
  在美国“轻骨料混凝土桥梁设计标准(August 1985)”[1]研究过程中,美国联邦高速公路处根据30座桥梁的调查得出结论,轻骨料混凝土具有与普通混凝土相同或者更好的耐久性。
  根据对使用了20年的日本某些桥梁的调查表明,结构轻骨料混凝土桥梁中裂缝减少,碳化、盐的渗透也减少,轻骨料混凝土提供了比普通混凝土更高的耐久性。针对海边环境的许多使用超过80年的结构轻骨料古老结构的调查表明,验证了在实验室条件下得出的抗蚀性[3]。我国1976年和1980年两次对1966年开始先后建成的多座跨度在16.0~21.4m的轻骨料混凝土公路桥实地调查,发现200号轻骨料混凝土经过12年后强度增长到400号,15年后还有增长趋势;碳化深度平均1.2-1.4mm,比同龄期普通混凝土的略低;未发现钢筋锈蚀现象;桥面轻骨料混凝土耐磨性良好,陶粒虽然外露,但并未磨损或者凹损。
  轻骨料混凝土还具有很好的抗裂性。同普通混凝土相比,由于轻骨料混凝土的热膨胀系数和弹性模量较小,使得冷缩和干缩作用引起的拉应力相对较小,从而使轻骨料混凝土构件的抗裂性较好,这可以改善构件的耐久性,延长构件的使用寿命,并可以降低桥梁建成运营后的维护费用。
3. 很好的抗震性能
  由于轻骨料混凝土的弹性模量低,梁体的自振周期将变长,变形能力强,梁体破坏时可以消耗更多的变形能,因而抗震性能好。由于地震作用和上部结构成正比,轻骨料混凝土比普通混凝土轻,地震产生的水平剪力低,有利于桥梁抗震。
4. 显著的经济效益
  高强轻骨料混凝土在桥梁应用中具有较好的综合技术经济效益。尽管高强轻骨料混凝土单方造价比同强度等级的普通混凝土高,但由于其减轻了结构自重,可使下部结构减小断面,降低基础造价。
  挪威修建的Rugsund桥,采用高强轻骨料混凝土替代普通混凝土设计之后,与普通混凝土相比价降低10%。美国修建的很多桥梁也都具有显著的经济效益。
  荷兰对约15座轻骨料混凝土大跨度桥梁的计算表明,这些桥的总造价(包括基础)降低了5~10%。
  英国陆续建造了许多采用轻骨料混凝土的桥梁,并对经济性作了详细的分析,采用轻骨料混凝土后,平均造价节约造价3%,某些情况下***高可以节约7%的造价。
  天津永定新河大桥总长约1.2km的南北引桥采用高强轻骨料混凝土优化设计前后的工程量比较。高强轻骨料混凝土的强度等级为CL40,密度等级为1900,采用的是上海生产的高强陶粒。从表中可以看出,采用轻骨料混凝土取代普通混凝土后,下部结构的混凝土方量和钢筋数量大幅减少,上部结构的预应力钢筋用量和锚具用量也大幅节省,建造成本大幅度降低。

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