陳學(xué)鋒

(四川公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司大橋分公司，四川 成都 610072 )

隨著現(xiàn)代科研技術(shù)的不斷發(fā)展，組合梁能夠結(jié)合多種材料應(yīng)用增強(qiáng)梁耐久性、拉力和壓力。通過(guò)活性粉末混凝土和普通混凝土的形成的組合梁，能夠減輕梁的自重，加強(qiáng)物理性能。

1 混凝土和組合梁相關(guān)定義和實(shí)用性分析

1.1 活性粉末混凝土

活性粉末混凝土具有很強(qiáng)的耐久性、抗壓性。是一種高強(qiáng)、高性能的新型建筑材料。就其工程應(yīng)用而言，它有著耐久性和抗壓性的特點(diǎn)。除此之外，因?yàn)榛钚苑勰┗炷恋墓橇媳旧韽介L(zhǎng)就短，因此它能夠填滿物質(zhì)之間的空隙，減小界面過(guò)渡區(qū)的厚度和范圍，增強(qiáng)組合梁的抗腐蝕性能和力學(xué)性。

1.2 普通混凝土

普通混凝土的原料有水、沙石、礦物摻和物、化學(xué)添加劑(視工程建設(shè)情況添加)。經(jīng)過(guò)原料的配比，在水泥的黏合攪拌和振搗和養(yǎng)護(hù)后，能夠形成密實(shí)、硬化的混凝土。

1.3 混凝土組合梁

混凝土組合梁又稱聯(lián)合梁，它是由兩種或以上的建筑材料經(jīng)過(guò)不同工序結(jié)合而成的梁。在建筑施工中，組合梁在布置上有不同，如預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土和現(xiàn)澆梁的結(jié)合。

2 組合梁的界面應(yīng)力分析

2.1 特殊組合梁構(gòu)件分析

如下圖所示，由活性粉末混凝土預(yù)制成“U”型槽，通過(guò)內(nèi)填入普通混凝土后，能夠合成特殊的組合梁。這種結(jié)構(gòu)的組合梁在施工時(shí)，不需要進(jìn)行鋼筋捆扎和支模，僅將普通混凝土倒入“U”型模型就能完成搭接。這種方法減少了綁扎工序和布筋，施工操作簡(jiǎn)單、安全性更高。利用這種結(jié)構(gòu)，在減少鋼材、混凝土的用量的同時(shí)，也將工程成本進(jìn)行了控制?？梢?，利用這種特殊的組合梁，滿足了施工經(jīng)濟(jì)性和適用性的統(tǒng)一。

2.2 增強(qiáng)組合梁界面應(yīng)力的方法

2.2.1 物理搭接

為了加強(qiáng)活性粉末混凝土和普通混凝土的黏合程度，可以采用物理搭接的方式。在澆筑前，首先將活性粉末混凝土外觀進(jìn)行打磨、除銹、將疏松層磨損，從而得到堅(jiān)實(shí)的基層；之后，通過(guò)對(duì)U 型槽鑿毛、磨平，可以形成堅(jiān)實(shí)的結(jié)合面剪力鍵，能夠加強(qiáng)和普通混凝土的黏合程度。除此之外，在預(yù)制U 型槽梁時(shí)，還可以間隔設(shè)置一些小型的鋼筋墊塊，幫助結(jié)合面剪力鍵的形成。通過(guò)物理打磨、墊塊的方式能有效輔助結(jié)合面的合成，不過(guò)這種方法耗時(shí)耗力，施工效率低。

2.2.2 化學(xué)黏合

利用化學(xué)黏合的方式能夠最大程度地提升施工效率，滿足結(jié)合面形成的各項(xiàng)需要。采取粘結(jié)的原理，將預(yù)制的活性粉末混凝土制件內(nèi)部表面清洗干凈、晾干，依據(jù)結(jié)合梁的生成強(qiáng)度涂刷適量的化學(xué)粘結(jié)劑，在適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸认聦⑵胀ɑ炷吝M(jìn)行粘結(jié)，經(jīng)過(guò)養(yǎng)護(hù)后，形成高強(qiáng)度、耐久性的組合梁。這種組合梁方式節(jié)約時(shí)間、見效快，適合大型施工預(yù)制組合梁。

3 組合梁的界面應(yīng)力實(shí)踐分析

3.1 有限元模型下對(duì)材料特性分析

在有限元實(shí)體模型建立時(shí)，鋼筋、混凝土的使用環(huán)境都為理想環(huán)境，均采用雙線性隨動(dòng)強(qiáng)化屈服準(zhǔn)則；在進(jìn)行應(yīng)力附加時(shí)候，對(duì)材料都是執(zhí)行的多線性、同性硬化破壞，在模擬時(shí)，組合梁內(nèi)部結(jié)合性較好，沒(méi)有發(fā)生滑動(dòng)和偏移。

3.2 組合梁在受到破壞時(shí)的靜力特征

為了分析組合梁在收到破壞時(shí)界面應(yīng)力的變化，現(xiàn)進(jìn)行靜力特征分析。在組合梁下端施加15*1458.6KN 的破壞力下，相關(guān)性能分析如下圖1 所示：

(表1 靜力特征分析)

隨著荷載加重，撓度和組合梁的外觀狀態(tài)如下圖2。

由上圖可知，組合梁剛開始處于彈性階段，應(yīng)變力成正比。當(dāng)加載荷載于4500KN 時(shí)，頂板、腹板交界處出現(xiàn)裂隙，在負(fù)載加到5500KN 左右時(shí)，構(gòu)件產(chǎn)生大規(guī)模劈裂，組合梁中鋼纖維開始承擔(dān)拉應(yīng)力。隨著荷載的繼續(xù)增加，組合梁發(fā)生破壞，由此可見，組合梁對(duì)比普通的混凝土梁有著更好的抗壓、抗拉、抗破壞性能。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)活性粉末混凝土、普通混凝土及形成的組合梁的定義進(jìn)行簡(jiǎn)述，將其形成原理、使用優(yōu)點(diǎn)、適用范圍、界面應(yīng)力進(jìn)行了分析。結(jié)合耐久性、抗腐蝕、抗壓、抗拉的性質(zhì)，組合梁也有著低成本、易操作、高效率的性價(jià)比。相信在建筑行業(yè)的發(fā)展下，組合梁的未來(lái)的應(yīng)用范圍會(huì)更加廣泛。