UHPC桥梁研究进展与规模化应用技术路径分析

工程材料的革新是推动土木工程结构发展的重要驱动力，工程结构的发展又将促进工程材料不断突破。超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete, UHPC)是一种具备超高强度、高韧、高耐久、高抗爆等优异性能的新型超级混凝土，能较好地适应下一代桥梁工程大跨化、轻型化、高性能化的发展趋势。为促进UHPC在桥梁工程领域的研究与应用，系统梳理了近年来UHPC桥梁学术研究现状、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。首先总结了UHPC材料研究进展，包括材料组成、基本力学特性与桥梁用UHPC发展历程。然后对UHPC结构设计理论研究进行了梳理总结，包括考虑纤维贡献的UHPC结构受弯受剪计算理论、UHPC结构抗冲击、抗爆与疲劳计算方法等，并重点介绍了无腹筋UHPC桥梁、钢-UHPC组合桥梁、UHPC用于桥梁抗震、UHPC桥面铺装、UHPC用于桥梁加固等结构体系创新研究进展。基于以上UHPC研究与工程应用现状，指出了UHPC在桥梁工程领域规模化应用面临的关键问题、主要挑战及实现技术路径，以期对UHPC在桥梁工程领域的学术研究和规模化应用提供新的视角和参考。     

跨海桥梁工程UHPC应用与箱梁试设计研究

为促进超高性能混凝土(UHPC)在跨海桥梁工程的应用,依托宁波舟山港主通道工程,提出采用UHPC代替C60微膨胀混凝土进行湿接缝施工并进行工艺试验,开展新型超高性能混凝土-高性能混凝土(UHPC-HPC)组合T梁设计、足尺梁试制和应用,以及大跨等高度UHPC箱梁桥试设计研究.结果表明:叠合梁湿接缝采用UHPC代替C60...     

中铁大桥科学研究院有限公司超高性能混凝土系列产品

正超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,简称UHPC)是一种从材料组成、配合计、微观结构等各方面均不同于普通高性能混凝土的一种新型水泥基材料,是近三十年来最具创新性的水泥基工程材料,实现工程材料性能的大跨越。它之所以称为超高性能混凝土,主要体现在两个"超高"上:超高的力学性能和超高的耐久性能。产品优点超高的力学性能:抗压强度可达100~180 MPa,抗折强度高达20~40 MPa。     

预制UHPC组合梁槽口式连接界面抗剪性能研究

相比现浇混凝土桥面板,全预制混凝土桥面板有诸多优势,能够提高桥梁工程质量、加快桥梁施工速度和降低成本.预制超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)梁和预制UHPC桥面板通过槽口连接形成组合梁是一种新的结构形式,这种槽口式连接的界面抗剪性能会影响全梁整体承载力.通过16个...     

UHPC节段预制拼装桥梁断面设计及预应力体系研究

超高性能混凝土(简称UHPC)以自身超高的强度、韧性、耐久性等特点，提高了建造超大跨径、超长寿命桥梁的可能性，开创了“细、薄、巧、轻”的混凝土结构，彻底告别了“肥梁胖柱”。境内外对UHPC在节段预制拼装桥梁工程中的应用研究尚处试验阶段，未进入全面应用阶段，UHPC在节段预制拼装桥梁中的应用研究方兴未艾。通过TDV和MIDAS结构计算软件对境内某40 m跨径节段预制拼装PC简支梁进行UHPC应用设计，优化断面几何尺寸、预应力体系布置、转向细部构造设计。与原设计相比，混凝土用量减少1/3,截面更纤薄美观；全桥采用体外预应力体系，预应力数量为原设计的28.6%;结构受力性能达到设计要求。在细部结构设计方面采用大尺寸剪力键、加劲肋类型转向块，便于节段安装和预应力转向。研究成果可为UHPC在节段预制拼装桥梁中的应用提供参考。     

中国桥梁工程学术研究综述·2014

为了促进中国桥梁工程学科的发展,系统梳理了各国桥梁工程领域(包括高性能材料、桥梁作用及分析、桥梁设计理论、钢桥及组合结构桥梁、桥梁防灾减灾、桥梁基础工程、桥梁监测、评估及加固等)的学术研究现状、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。首先在总结了中国桥梁工程建设成就的同时对未来桥梁工程的发展趋势进行了展望;然后分别对上述桥梁工程领域各方面的内容进行了细化和疏理:高性能材料方面重点分析了超高性能混凝土(UHPC)和CFRP材料,桥梁作用方面分析了车辆荷载和温度,钢桥及组合结构桥梁方面分析了钢桥抗疲劳设计与维护技术和钢-混凝土组合桥梁,桥梁防灾减灾方面分析了抗震、抗风、抗火、抗爆和船撞及多场、多灾害耦合;最后对无缝桥、桥面铺装、斜拉桥施工过程力学特性及施工控制、计算机技术对桥梁工程的冲击进行了剖析,以期对桥梁工程学科的学术研究提供新的视角和基础资料。     

沙贝立交F匝道UHPC梁施工管理措施

超高性能混凝土(简称UHPC)是近些年在传统混凝土材料基础上发展而来的新材料,其性能优良,目前在我国桥梁主体结构及旧桥加固工程中逐步推广应用,广州北环高速公路扩建工程沙贝立交F匝道梁结构采用了该材料。结合广州北环高速公路扩建工程沙贝立交F匝道UHPC梁施工过程中遇到的问题以及施工管理的主要措施进行分析。     

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。     

超高性能混凝土在桥梁工程中的应用

超高性能混凝土(UHPC)是一种新型高性能水泥基复合材料,具有超高的耐久性和力学性能。UH-PC在桥梁工程中的应用,可优化桥梁结构尺寸、增大跨径,在增加承载力、耐久性和寿命周期的同时保持较小的变形。但由于原材料质量和配比的差异及大型搅拌设备不成熟等因素,连续制备性能较好的UHPC难度较大,同时相关桥梁设计规范较不完善和实践指导设计的经验较少,另外严格的养护制度制约了桥梁施工方法的灵活选择,导致目前UHPC不能在桥梁中广泛应用。为了促进UHPC大规模应用,简要介绍加拿大和美国2座UHPC桥梁应用情况。随着UHPC制备技术的进步、设计理论的完善,其必将在桥梁中得到广泛应用。     

超高性能混凝土组合式铺装结构在钢桥面铺装中的应用研究

为研究“40 mm UHPC+25 mm RAC08”超高性能混凝土组合式钢桥面铺装结构的应用情况,依托某大跨径正交异性钢桥面维修项目,开展了对铺装结构、UHPC超高性能混凝土路用性能、RAC08高韧冷拌树脂混凝土、施工工艺、应用评价的研究。研究结果表明：UHPC与RAC08均具有众多优异的路用性能,且“40 mm UHPC+25 mm RAC08”超高性能混凝土组合式钢桥面铺装结构可有效解决钢桥面板的疲劳损伤问题,延长桥梁使用寿命,提高行车舒适性、安全性。     

超高性能混凝土

正中铁大桥科学研究院超高性能混凝土(UHPC)是一种新型水泥基复合材料,它具有超高的"力学性能"和"耐久性能"。它与国内外同行业相比,具有低收缩、免蒸养的特点。主要特性·超高强抗压强度为100-180MPa,抗折强度为20-40MPa     

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.     

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。     

韩国超高性能混凝土桥梁研究与应用

超高性能混凝土(简称UHPC)作为一种新型水泥基复合材料,其研究与应用得到韩国的重视。韩国自2007年开始进行了为期6年的超级桥梁(SUPER Bridge 200)研究计划。之后,从2013年开始,又开展了一项称为超级结构2020的计划(SUPER Structure2020),以推广高性能和超高性能混凝土的应用。目前,韩国已建和在建的UHPC桥梁4座,在海外应用其技术的有2座,成为国际上超高性能混凝土桥梁研究与应用的主要国家之一。该文着重介绍其中的两座桥,分别为世界上第一座UHPC拱桥和第一座UHPC斜拉桥,即主跨120m的仙游人行拱桥与主跨7m的Super Bridge I人行斜拉桥。     

超高性能混凝土在桥面铺装中的施工应用技术研究

超高性能混凝土(UHPC)具有极好的工作性,超高的强度和优异的耐久性。论文依托实体工程对UHPC施工原材料及施工配合比进行了设计,提出了桥面铺装超高性能混凝土的施工工艺,根据试验段钻芯取样的检测结果,结合室内试验的测试结果,提出了超高性能混凝土施工的质量控制措施。     

高性能混凝土在桥梁工程中的应用

随着我国现代化、城市化建设进一步加快,桥梁工程建设规模日益增大,为保证桥梁工程质量以及达到工程能长久安全使用要求,高性能混凝土凭借其具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等诸多优良特性,至今已在不少重要工程中被应用。本文主要介绍了高性能混凝土的应用研究现状,阐明了高性能混凝土的特性及原材料要求,列举了其当前仍存在的问题,并对高性能混凝土的发展趋势进行了展望,为建设者和研究人员提供参考。     

法国一座超高性能混凝土斜腿刚构桥设计介绍

法国开展超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,简称UHPC)研究,始于20世纪90年代所研发的活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,简称RPC)。此后,随着应用的开展,最早制订了相关的指南和规范,成为世界上推动UHPC发展的重要力量之一。该文首先从应用、规范与学术交流等方面对法国UHPC的研究与应用进行概要性介绍,然后重点介绍一座UHPC斜腿刚构桥的设计。     

超高性能混凝土桥梁设计与施工 关键技术问题探讨

结合国外技术规范及指南、国内外研究成果及工程实践,探讨超高性能混凝土(UHPC)材料组分和最低抗压强度、UHPC桥梁设计理论和施工工艺等关键问题。对比法国标准与中国标准的差别,结合工程案例,分析预应力无主筋UHPC桥梁结构的优点,总结抗弯、抗剪、抗裂、疲劳和刚度设计方法。针对UHPC收缩较大、纤维取向不均和气孔等不足,探讨提升设计理念、改进施工工艺。     

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...     

UHPC 湿接缝浇筑在排水工程中的施工应用控制

预制拼装技术是水务结构施工工艺的重要发展趋势,接缝处理是当前预制拼装技术的关键技术难点。超高性能混凝土（UHPC）具有强度高、韧性大、耐久性好等技术优势,成为解决预制拼装结构接缝连接的有效途径。考虑到该技术在水务工程领域应用相对较少,根据实际工程开展了相关的研究。首先,针对UHPC湿接缝在排水结构的适用性问题、临时支撑的快速周转、高温与低温施工等难点进行了分析研究,通过全尺寸UHPC浇筑工艺试验,对施工参数进行了探索,并提出了高温与低温条件下浇筑策略。研究保证了UHPC湿接缝浇筑施工的顺利进行,有效提高了预制拼装施工效率,提升了湿接缝浇筑质量。