GRC永久模板在桥梁现浇梁上的应用

论文摘要

模板设计是建筑方面的冷门,为很多设计人员所忽视。然而模板工程的施工同样要消耗大量的人力、物力、财力,很多情况下对交通也造成堵塞。要节约建筑成本,加快施工进度,模板的设计就必须得到重视。由于部分桥梁的梁的现浇施工,模板底部不易设置支撑,而采用的挂蓝施工,或者是架桥机装配施工,一个施工缓慢,一个造价高昂。为了改变这两种弊端,从寻求新结构形式,新材料,新施工方法三方面改进现在的桥梁现浇梁的设计施工。随着建筑材料技术的不断进步,越来越多价格低廉的新型高强材料开始在工程上广泛应用,用以替代传统的建筑材料,以获取建筑成本的降低。与此同时模板工艺的改进,永久性模板技术开始取代传统的模板技术。和传统模板相比较,永久性模板作为一种新型的结构功能模板,是在模板中浇筑混凝土后,模板不拆除,构成构件的一部分,起到承受荷载或保温、隔热等功能作用。GRC这种新型材料由于其核心问题——耐久性得到了很好的解决,已经从装饰材料逐渐向结构承重构件材料方向发展,而现在的GRC材料主要应用于保温板以及墙板。本文的研究工作就在于将GRC材料作为功能型永久模板应用于桥梁现浇梁,讨论其对于现浇混凝土梁的增强作用以及施工效率和经济性问题。(1)讨论GRC永久模板与混凝土的粘结性能的影响因素,通过试验研究了GRC永久模板对于整体结构性能的影响,即:GRC永久模板对混凝土梁的抗弯强度有多大的提高;(2)在具体的梁的算例中讨论GRC永久模板的设计,及其与组合钢模板在费用、效率以及功能上的比较;(3)讨论GRC永久模板支架系统的构造安装措施,以及施工的相关技术问题。

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ABSTRACT

第一章绪论

1.1 模板工程及其模板的分类

1.1.1 模板工程简介

1.1.2 模板的分类

1.2 模板研究的重要性

1.2.1 模板研究的经济性

1.2.2 模板施工的重要性

1.3 国内外模板的发展

1.3.1 模板工程的发展概况

1.3.2 中国建筑模板的发展历程

1.4 GRC 复合材料综述

1.4.1 GRC 复合材料简介

1.4.2 GRC 复合材料生产工艺

1.4.3 GRC 复合材料应用

1.5 GRC 复合材料应用于永久模板的可行性

1.6 本文研究内容

第二章 GRC 永久模板与现浇梁的复合工作机理

2.1 引言

2.2 GRC 永久模板的制作

2.2.1 制作材料

2.2.2 配合比

2.2.3 生产设备

2.2.4 制作流程

2.3 GRC 永久模板对混凝土梁抗弯性能影响的试验研究

2.3.1 试验原理及设备

2.3.2 材料选用

2.3.3 试件制作及养护

2.3.4 试验步骤

2.3.5 试验结果及分析

2.4 小结

第三章算例的设计与计算

3.1 引言

3.2 模板工程设计的一般步骤

3.2.1 确定模板的设计强度

3.2.2 进行模板设计

3.3 计算实例

3.3.1 确定模板的最大弯矩、剪力和挠度

3.3.2 确定梁卡具间距

3.3.3 确定实际模板厚度

3.3.4 GRC 永久模板抗倾倒稳定性验算

3.4 小结

第四章模型的模拟与分析

4.1 引言

4.2 GRC 永久模板计算模型在ANSYS 中的实现

4.2.1 分析环境设置

4.2.2 定义单元类型

4.2.3 定义单元厚度及材料模型

4.2.4 建立几何模型

4.2.5 划分网格

4.2.6 施加位移边界条件

4.2.7 施加荷载

4.3 有限元模型的求解及计算结果的判定

4.3.1 GRC 永久模板受到的弯曲应力

4.3.2 GRC 永久模板受到的剪切应力

4.3.3 GRC 永久模板的变形

4.3.4 整体模板的受力及变形情况

4.4 小结

第五章 GRC 永久模板梁桥梁段现浇施工技术

5.1 现阶段主要桥梁梁段施工技术

5.1.1 简支梁预制装配施工

5.1.2 悬臂施工法

5.1.3 顶推施工法

5.2 拱桥无支架施工技术

5.2.1 拱桥无支架缆索吊装施工技术简介

5.3 GRC 永久模板无支架悬臂梁现浇施工

5.3.1 模板拼装成整体模板

5.3.2 用塔扣和天扣将模板吊装就位

5.3.3 混凝土的浇灌

5.3.4 混凝土的养护

5.3.5 撤掉模板支撑系统

5.4 梁桥的梁的GRC 永久模板的优缺点

5.4.1 模板工程造价方面

5.4.2 施工进度方面

5.4.3 结构寿命方面

5.4.4 模板特殊功能方面

第六章结论与建议

6.1 本文的结论

6.2 展望

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果

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