超高性能混凝土(UHPC)在桥梁改建 工程中的应用

超高性能混凝土(UHPC)具有良好的力学性能,其抗拉、抗压强度远远超过常规混凝土。同时超高性能混凝土(UHPC)与常规混凝土的浇筑连接面的粘结强度也超过常规混凝土,能与常规混凝土非常好地形成一个整体,因此采用超高性能混凝土(UHPC)将桥梁预制结构连接成整体的施工方法已经被广泛应用。以南浦大桥W3匝道改建工程为背景,介绍了截除部分桥墩立柱后,采用超高性能混凝土(UHPC)连接上下立柱的设计施工要点,表明了超高性能混凝土(UHPC)在类似的桥梁改建项目中具有广泛的应用价值。     

超高性能混凝土应用于铁路组合梁结构的设计研究

为研究将超高性能混凝土(UHPC)应用于铁路组合梁结构的适用性,以温福铁路白马河特大桥为背景,对64 m跨径的双线铁路简支梁结构开展UHPC组合截面设计研究。提出底板及腹板采用UHPC材料、顶板采用普通混凝土材料的组合箱形断面形式,通过有限元软件建立双层空间梁单元模型对UHPC组合梁进行计算分析;提出普通混凝土桥面板先预制并养护后再与UHPC腹板、底板结合成一体的UHPC组合梁施工方案,并对组合梁的收缩徐变效应进行计算分析。结果表明:同跨径的UHPC组合简支梁相比于普通混凝土梁可减少约30%的自重,可有效减少桥梁下部结构的工程量及运架梁的费用;所提出的UHPC组合梁施工方案可有效改善组合截面交界面的收缩徐变应力。     

高速公路预应力混凝土连续箱梁质量控制

随着我国高速公路基础工程建设的发展,在高速公路设计中,往往通过修建大量的立交互通来连接既有道路,对于处在线路渐变段和小半径圆曲线段的桥梁,通常采用预应力混凝土连续箱梁等结构形式过渡,预应力混凝土连续箱梁作为桥梁施工中的一项重要技术,因其结构整体性好、跨度大,连续性好及行车舒适等优点,故而在高速公路桥梁中得到广泛应用。文章通过对沙埕湾跨海通道工程A4标段坑门里互通D匝道1号桥预应力混凝土连续箱梁现浇段施工,深入研究分析预应力混凝土连续箱梁在施工中的质量控制技术要点并深刻总结施工经验,为今后提供参考借鉴。     

UHPC薄壁盖梁设计、结构试验及施工技术研究

预制桥梁中盖梁重量较大的问题一直困扰着施工,具有轻质高强特点的UHPC可为盖梁轻量化提供解决方案。设计三种采用UHPC的薄壁盖梁,对比断面形式、材料指标及预应力体系;分批次开展结构试验,测试不同缩尺比下的全过程受力状态,分析构件抗裂性、承载力及变形等;比较不同UHPC材料、模板、振捣及养护方法对试件质量的影响。经过研究,UHPC薄壁盖梁设计方案可减轻原结构重量40%以上;UHPC盖梁受力可靠、抗裂性好、变形能力强;UHPC构件生产需严控浇筑过程。     

基于UHPC预制π梁的UHPC-RC组合梁设计方案及工程应用

从城市跨河中小桥上部结构设计、施工需求出发,结合超高性能混凝土(UHPC)的材料特点,比选了适宜中小跨径UHPC预制梁的截面形式,提出了基于UHPC预制π梁与现浇钢筋混凝土桥面板(RC桥面板)的UHPC-RC组合梁结构形式。并以上海嘉闵高架袁家河地面桥(桥宽17.75 m,跨径22 m)为工程背景,开展了UHPC-RC组合梁的上部结构方案设计、预制梁力学性能试验、工程应用及实桥荷载试验。试验结果及工程实践表明,该结构形式具有优良的结构力学性能的同时,兼具构件轻巧(UHPC预制π梁吊装重量仅为同桥面面积空心板梁重量的60%)、运输吊装简单、施工快速便捷、经济性相对较好等优点,适应目前城市桥梁建设的发展方向和趋势,具有广阔的应用前景。     

超高性能混凝土（UHPC）π型梁人行天桥设计与施工

超高性能混凝土（UHPC）具有超高强度、超高韧性、低渗透性和高体积稳定性等性能特点，可以大大减轻结构自重、提高耐久性。湖南省湘潭市“两干”[潭州大道（湘潭段）、芙蓉大道（湘潭段）快速化改造]项目中，新建了18座人行天桥，均采用UHPC材料，属国内首次在桥梁主体结构中大规模应用π型梁截面的UHPC人行天桥。着重介绍该桥的设计与施工要点，表明UHPCπ型梁在同类桥梁中具有大规模推广的应用价值。     

援马尔代夫中马友谊大桥主桥主梁方案比选

中马友谊大桥主桥为V形支腿六跨连续刚构桥,跨径布置为(100+2×180+140+100+60)m。根据桥址处实际工程条件,提出3种主梁方案:混凝土V构+叠合梁(耐候钢)方案、混凝土梁方案、混凝土梁+叠合梁(UHPC桥面板)方案,从结构受力、耐久性、施工难度和工期、经济性对3种方案进行对比分析。结果表明:混凝土梁+叠合梁(UHPC桥面板)主梁方案能有效减轻主梁自重、减小收缩徐变的不利效应、降低对基础受力的影响;结构耐久性较好、维护保养工作量小;施工工法灵活、工期有保障;经济性具有明显优势。因此,中马友谊大桥主桥最终选取混凝土梁+叠合梁(UHPC桥面板)方案作为主梁实施方案。     

超高性混凝土灌缝材料力学性能与施工环境温度关系研究

超高性能混凝土(UHPC)可用于预制装配桥梁连接节点的灌缝材料,但工程项目建设在施工过程中经常会面临极端气候条件下进行施工,截止目前,国内外学者对UHPC灌缝材料在极端气候施工的研究成果几乎空白。本文依托京雄高速公路预制装配桥梁项目,考虑通过控制原材料温度、拌和水温度、养护温度模拟极端天气的工况条件,通过室内模型试验研究了超高性混凝土灌缝材料力学性能与施工环境温度关系,研究成果得到了灌缝材料保证力学性能满足施工要求的环境温度范围,并提出了在不同环境温度下进行下一步施工工序的最短时间,为京雄高速公路建设项目在极端气候条件下进行预制装配桥梁灌缝施工工艺提供了有用的技术支撑。     

全预制轻型预应力UHPC薄壁盖梁抗剪性能试验

为解决桥梁装配式施工中传统混凝土盖梁自重过大、整体吊装困难的难题，提出全预制轻型部分预应力超高性能混凝土（Ultra-high-performance Concrete，UHPC）薄壁盖梁的设计方案。为研究UHPC薄壁盖梁的斜截面抗裂性能及抗剪承载力，完成1根相似比1：2的大比例UHPC薄壁盖梁共2次模型试验，获得模型从加载到破坏全过程的开裂和破坏荷载、裂缝和变形分布规律等关键试验结果；分析梁体应变、预应力、裂缝的分布规律，考虑UHPC的应变硬化特征，基于材料力学公式提出斜截面开裂剪力的理论计算方法，考虑UHPC结构裂缝分布和结构形状系数等，提出斜裂缝宽度的计算公式。按照不同规范对UHPC盖梁抗剪承载力进行计算对比，以法国UHPC规范为基础，对比分析UHPC基体、箍筋、钢纤维及纵筋销栓作用对结构抗剪承载能力的影响程度。研究结果表明：计算结果与模型的开裂剪力以及裂缝宽度吻合良好；各国规范均低估了UHPC结构的抗剪承载能力；提出的UHPC盖梁具有自重轻、施工快捷等特点，充分利用了UHPC的超高抗拉性能和应变硬化特征，具有优异的斜截面抗裂性能以及抗剪性能；建议取消弯起钢筋、适当增加预应力筋，浇筑UHPC时应增设抗浮措施等。研究成果可为UHPC盖梁的应用提供参考。     

高速公路特殊水泥混凝土路面的铺筑技术

交通运输部《公路水泥混凝土路面施工技术规范》(JTG F30-2010)正在征求意见当中,为了使大家更好的理解、贯彻规范的内容,本文阐述了新施工规范中特殊混凝土路面:高速公路收费场站、立交匝道桥面路面、服务区混凝土路面的铺筑技术。期待我国今后铺筑的特殊水泥混凝土路面更加经久耐用。     

连续梁悬臂施工临时固结设计与检算

在预应力混凝土连续箱梁悬臂施工过程中,为保证梁体施工期间结构稳定和安全,需对梁体施工时实施临时固结措施。该文结合高速公路匝道桥上跨客运专线悬臂施工实例,详细介绍临时固结设计、检算及拆除方案。     

水泥混凝土路面交叉口板块布置与施工技术

本文介绍了新修订的《公路水泥混凝土路面施工技术规范》(JTG F30-2010)征求意见稿中交叉口的板块布置与施工技术。期望通过科学合理的交叉口面板布置,提高多向交通流作用下的一级及其以下公路的平面交叉口及高速公路匝道进出口施工质量,并有效延长其使用寿命。     

盾构隧道内部双层预制结构梁-柱节点连接技术研究

以诸光路盾构隧道工程为依托，进行了预制结构梁-柱节点的试验研究。试验结果表明，采用超高性能混凝土UHPC作为后浇材料，梁端钢筋可以采用只搭接不焊接的形式，既保证了连接接头强度和刚度，又提高了施工效率和施工质量，为隧道内部结构的预制拼装设计、快速化施工提供了参考。     

UHPC加固受损混凝土斜拉桥主梁模型试验

基于超高性能混凝土(UHPC)的优异性能及其在混凝土结构抗弯加固中的应用成果，提出了采用配筋UHPC加固受损混凝土斜拉桥主梁的方法，由此开展了UHPC加固受损严重主梁的混凝土斜拉桥节段模型试验研究，以探究主梁加固后斜拉桥体系的受力性能。试验结果表明：UHPC加固混凝土斜拉桥主梁施工方式整体协同工作性能良好，UHPC层与原混凝土间未发生脱黏破坏；UHPC加固后，主梁开裂荷载较原未损伤主梁提升了79.9%,且UHPC层裂缝呈现数量多、间隙小及宽度细的特征，并可有效抑制原主梁裂缝发展，说明受拉UHPC层显著提高了加固后主梁的抗裂性能；不同主梁裂缝宽度工况荷载作用下，斜拉桥体系变形恢复较好，残余变形很小，且当主梁出现严重损伤时，该体系仍具有很好的受力性能；UHPC加固后，主梁的抗弯强度有一定程度提高，但不控制斜拉桥体系的极限承载力，主梁破坏时斜拉索应力为其极限强度的70.2%,斜拉索仍然具有一定承载力富余；UHPC加固后，主梁严重受损的斜拉桥体系刚度得到有效提升，主梁开裂前体系刚度较未损伤原主梁及灌浆加固后主梁分别提升了11.3%和29.5%;采用UHPC对混凝土斜拉桥主梁进行抗弯加固具有较大...     

中国第一座超高性能混凝土(UHPC)公路箱梁桥的设计与施工

超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)近年来在中国桥梁工程中的应用越来越多,尤其是在局部构件与结构中,但在主体受力结构中的应用还相对较少.该文介绍中国首座UHPC公路箱梁桥——石磁高速公路K34+ 690跨线桥的设计与施工.该桥为4×30 m连续箱梁桥,横截面由3片单箱单室箱梁构成,采用预制拼装施工、先简支后连续的施工方法.进行了30 m简支箱梁的足尺破坏试验与优化设计.     

UHPC加固盾构隧道衬砌结构试验

为了研究超高性能混凝土（UHPC）加固盾构隧道衬砌结构性能,首先开展了UHPC材料抗压、抗拉试验研究,然后将其应用于加固盾构隧道衬砌结构,并开展了加固结构的极限承载力足尺试验研究。该加固方法包括以下步骤：在隧道管片内表面进行凿毛处理,在凿毛后的内弧面植入弯筋和化学锚栓,清理凿毛表面,最后在内弧面浇筑0.06 m厚UHPC。未加固衬砌结构整环外径6.2 m,环宽0.6 m,管片厚度0.35 m。加固结构通过外弧面上均匀分布的24个千斤顶进行加载,这些千斤顶分为3组,分别控制其荷载大小,以模拟地层的不均匀压力。标准养护条件下,UHPC18 d龄期（足尺试验龄期）的抗压和抗拉弹性极限强度分别达到138 MPa和12 MPa。加固整环结构的弹性极限由腰部外弧面的混凝土开裂控制,结构破坏是由于原管片接头位置出现4个塑性铰,致使结构变成可变机构。通过分析试验结果以及对比现有加固技术,得到如下主要结论：①UHPC材料的拉压力学性能对养护湿度的依赖性较小,材料存在明显的应变强化现象;②UHPC加固隧道衬砌结构极限承载力由管片接头部位性能控制;③UHPC自身的材料性能得到充分利用,但原隧道管片的材料性能尚未得到充分发挥;④相比未加固结构,初始结构刚度提高1个数量级,结构弹性极限提高了115%,UHPC加固结构承载力和传统的钢板加固相当。     

UHPC在隧道衬砌裂损整治中应用的可行性及性能要求研究

为解决隧道二次衬砌裂损整治中面临的净空限制等问题，提出采用超高性能混凝土（UHPC）代替普通混凝土作为衬砌补强材料，并对其可行性及材料力学性能要求进行系统研究。基于异性材料叠合梁理论对裂损衬砌和加固层的共同受力机制进行研究，得到加固材料的力学性能与结构受力特征之间的关系，从而得到加固工程对加固层厚度及UHPC力学性能要求； 在此基础上，提出一种实体单元应力和内力换算的计算方法，并通过有限差分法数值模拟，对衬砌与加固材料之间结合面的受力特征进行分析，从而得到加固工程对UHPC和普通混凝土之间黏结强度的要求。研究结果表明： 对于承载力损失不超过40%的衬砌，可采用UHPC进行加固； 对于承载力损失不超过15%的衬砌，UHPC的使用可将加固层的厚度减小到10 cm左右。     

预应力UHPC局部增强混凝土梁抗弯性能研究

为研究后张法预应力UHPC局部增强混凝土梁的受弯性能,进行了1根预应力混凝土梁及2根不同UHPC厚度的预应力UHPC局部增强混凝土梁受弯性能试验,探讨了UHPC局部增强层厚度对预应力试件受力过程、破坏形态、裂缝开展以及承载特性等的影响.结果 表明:相对于传统的预应力混凝土梁,在UHPC局部替代受拉区普通混凝土后,可有效抑制受拉区裂缝发展,使原本宽而少的裂缝转变为细而密的微裂缝,且随着UHPC层厚度越大,受拉区主裂缝宽度逐渐越小,裂缝分布更密;增加UHPC厚度可显著提高试验梁的极限弯矩,UHPC层由0 mm分别增加到50 mm和100 mm,相应的极限承载力可分别提高约1.14倍和1.35倍.建立了预应力UHPC局部增强混凝土梁开裂弯矩和极限弯矩的计算公式,计算值与试验值吻合较好.     

简支钢混组合梁在京秦高速公路桥梁上的应用

结合京秦高速公路燕河互通A匝道跨径50m简支钢混组合梁桥的设计,简要介绍简支钢混组合梁的构造设计和施工方案,重点阐述了钢混组合梁的受力计算,并总结了钢混组合梁相较于钢箱梁和预应力混凝土梁的优缺点,可为同类型桥梁选型及结构设计提供借鉴。     

钢板桩围堰的仿真计算及施工关键技术

介绍了广州至深圳沿江高速公路某连续刚构主墩承台施工所采用的钢板桩围堰的结构形式,采用结构仿真分析软件Midas civil对其进行仿真计算.最后介绍钢板桩围堰施工的几项关键技术,包括安装围堰导梁、插打钢板桩、封底混凝土的浇注和体系转换等.