超高性能混凝土深梁受剪性能

为促进超高性能混凝土(UHPC)深梁的应用, 进行了4根以混凝土强度为主要参数的UHPC深梁受剪性能试验, 并开展了C40和C80混凝土深梁的对比试验; 分析了UHPC深梁的荷载-挠度曲线、破坏模式、钢筋应变、裂缝形态与极限荷载; 为探讨现有普通混凝土深梁受剪承载力计算方法是否可用于UHPC深梁, 应用《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)对6根深梁试件进行了抗剪强度计算。研究结果表明: 混凝土强度越大, 在相同荷载下深梁的刚度越大, 在深梁开裂前的弹性阶段, UHPC试件刚度随钢纤维掺量的增大略有增大; 与C40和C80混凝土深梁一样, UHPC深梁裂缝包括弯剪裂缝和腹剪裂缝, 当荷载分别为13%~22%和18%~34%极限荷载时, 两类裂缝先后出现; UHPC深梁在加载全过程中梁、拱受力机制共存, 加载前期梁受力机制起主导作用, 后期则拱受力机制起主导作用; UHPC深梁裂缝多而密, 发生剪压破坏, 在支座上端反拱区不产生裂缝, 而C40和C80混凝土深梁出现斜压破坏, 且在支座上端反拱区产生裂缝; 试验梁受剪承载力随混凝土强度的增大约呈指数式增大, 混凝土强度从C40增大到C80、C190时, 其受剪承载力分别增大了30.76%和201.92%;采用《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中方法计算的UHPC深梁受剪承载力与试验值比值的均值为0.89, 均方差为0.15, 在没有更精确的计算方法之前, 该计算方法暂时可用。      

活性粉末混凝土桥梁应用与研究

活性粉末混凝土(RPC)是一种超高抗压强度和超高性能的新型水泥基复合材料,已在世界桥梁工程中得到一定的应用,介绍已修建的RPC桥梁和已开展的试设计研究现状.目前的应用与研究分析表明:RPC在桥梁中的应用以拱桥和梁桥为主;截面形式以箱形截面为主;施工方法主要采用体内或体外预应力索进行预制拼装;接缝形式以湿接缝为主.预计在将来相当长的时间内,RPC将仍以上述的桥型、截面形式和施工方法继续发展.     

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.     

无缝化改造的空心板桥受力性能

对某多跨空心板桥进行了无缝化改造, 简支板改为双排支座连续板, 桥台改为延伸桥面板桥台, 取消了全桥的伸缩装置; 测试了实桥静动载, 研究了无缝化改造后的多跨空心板桥受力性能; 应用有限元模型, 计算了结构受力、承载力、引板受力及单、双排支座对结构力学性能的影响。测试结果表明: 无缝化改造后的桥梁实测基频为8.60Hz, 高于改造前的5.37Hz, 4种车速下实测冲击系数最大值为1.11, 小于《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60—2004) 的计算值1.36, 应变与挠度校验系数均小于0.95, 因此, 无缝化改造提高了全桥整体性能, 改善了行车条件。有限元分析结果表明: 无缝化改造后桥梁基频的计算值为8.48Hz, 实测基频与计算基频比值为1.01, 因此, 改造后桥梁功能状况良好; 跨中截面的正弯矩明显降低, 第2跨跨中降幅最大, 达15.6%, 但内支座处出现了负弯矩, 同时剪力增大, 最大增幅为18.2%;跨中挠度明显降低, 以第2、3跨降幅最大, 达35.5%, 桥梁整体刚度明显提高; 最大裂缝宽度计算值为0.15mm, 小于《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62—2004) (简称《桥规》) 规定的0.20mm, 承载力、挠度和裂缝宽度验算均满足《桥规》要求; 支座排数对上部结构的受力影响较小, 采用双排支座是可行的; 引板与地基的摩擦因数对引板和铺装层轴向力影响较大, 对弯矩影响较小; 引板和铺装层最大拉应力分别为0.87、1.25MPa, 满足设计强度要求。      

432 m活性粉末混凝土拱桥的设计

拟修建的巴卡尔桥为432m跨径的拱桥,位于里耶卡到塞尼的高速公路上,横跨巴卡尔海峡。该桥几乎完全由强度达到200MPa的活性粉末混凝土预制构件拼装组成。对该桥新颖的结构形式,施工工艺和富有美感的外形进行了描述与分析。     

波形钢腹板混凝土拱桥新桥型构思

介绍了波形钢腹板在桥梁结构中的应用发展概况和国外大跨度混凝土拱桥最新的研究进展,提出了波形钢腹板混凝土拱桥新型桥梁结构,并以重庆万州长江大桥为原型进行了试设计,对试设计初步成果进行了介绍。分析结果表明,这种新桥型在减轻拱圈自重、方便施工、缩短工期等方面具有相当的优越性,为混凝土拱桥向大跨径发展提供了一个新的思路。     

600 m跨径混凝土拱桥的试设计研究

目前世界上跨径最大的混凝土拱桥是我国的重庆万洲长江大桥(主跨420 m)。近几年国外对超大跨径混凝土拱桥的研究相当活跃。该文对国外进行的两座跨度在600 m左右的混凝土拱桥的试设计研究进行介绍,以促进国内超大跨径混凝土拱桥研究的发展。     

UHPC力学性能的多指标分级

材料性能分级是结构设计方法建立的基础性工作。为探究超高性能混凝土（UHPC）合理的材料性能分级方法,以钢纤维掺量为主要参数,开展了3组试验,分别是抗压强度相同的UHPC单轴拉伸（直拉）强度测试、UHPC的抗拉性能（含初裂强度、抗拉强度与峰值拉应变）测试和UHPC劈裂、抗折和直拉强度的对比试验。试验结果表明：UHPC抗拉强度与抗压强度不存在简单的线性对应关系,UHPC性能分级不能仅采用抗压强度这一单一指标,而应同时考虑抗压与抗拉性能;随纤维掺量的增加,UHPC初裂强度、抗拉强度与峰值拉应变的增强幅度并不相同,UHPC抗拉性能分级时,不应只考虑抗拉强度,而应同时考虑3项性能指标;劈裂强度、抗折强度与直拉强度间不存在简单的线性换算关系,抗拉强度应直接采用直拉试验测试。在试验研究的基础上,提出考虑纤维增强作用的UHPC力学性能多指标分级方法。根据大量文献数据的统计分析结果和工程应用情况,建议了UHPC力学性能的具体分级和相应的指标值。     

160 m跨径波形钢腹板混凝土拱桥试设计

波形钢腹板混凝土拱桥是混凝土拱圈用波形钢板代替混凝土腹板的一种新桥型。它与混凝土拱桥相比,可减轻拱圈自重,方便施工,并为拱桥向更大跨度发展提供可能。该文以在建的福建宁德岭兜大桥(净跨160 m)为原型,进行了波形钢腹板混凝土拱桥的试设计分析。初步分析结果表明,与原设计相比,试设计拱桥的拱圈自重可减轻30%,拱圈轴力可降低15%~17%,在施工性能上也具有较大的优势。     

体外索预应力混凝土桥梁的发展

体外索被广泛地应用于预应力混凝土桥梁中,它为桥梁工程寻求结构轻型化提供了新的解决方法。该文主要介绍体外索技术在三种新桥型中的应用情况。第一种是大偏心体外索被布置在混凝土梁的上方或者下方;第二种是体外索应用于波形钢板组合桥梁之中,为其提供纵向预应力;第三种是将体外索应用于轻质集料的预应力混凝土桥梁。