混合梁斜拉桥微膨胀UHPC灌注钢混结合段的时变效应

为明确微膨胀超高性能混凝土(Ultra-High-Performance Concrete,UHPC)灌注材料的收缩徐变对混合梁斜拉桥钢混结合段长期性能的影响，以湖北武穴长江公路大桥为工程背景，开展材性试验与结构反应实测。基于一种全桥杆系+局部空间网格的多尺度有限元建模方法，对不同灌注材料收缩徐变下钢混结合段的时变效应进行分析研究。研究结果表明：实桥所采用的微膨胀UHPC在测试龄期内膨胀应变呈现出先增后减且始终保持膨胀的趋势，在约5 d龄期时达到最大膨胀应变292.6με，至1 080 d时为83.8με；徐变系数在前50 d龄期内增长较快，至1 080 d时为1.63。灌注材料的收缩可在结合段内部产生显著的次应力，表现为内填混凝土的拉应力和钢格室的压应力；徐变则会导致混凝土应力松弛而使一部分恒载压应力向钢结构转移。运营20 a后，钢混结合段内填普通混凝土存在较高的开裂风险。未作收缩控制的普通UHPC虽亦出现拉应力，但未超过其抗拉强度，抗裂安全系数仍可达到1.5以上。而微膨胀UHPC处于受压状态，不存在开裂问题。微膨胀UHPC的应用，既可改善内填混凝土的抗裂性能，又有助于常规钢混结合段...