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。     

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...     

中国第一座超高性能混凝土(UHPC)拱桥的设计与施工

超高性能混凝土(UHPC)具有超高的抗压强度,极适合于在以受压为主的拱结构中应用。该文介绍了中国第一座超高性能混凝土拱桥的设计与施工,该桥跨径10m,拱肋厚度仅10cm,充分显示了超高性能混凝土在拱桥中应用的潜力。     

蒙华铁路洞庭湖特大桥钢-超高性能混凝土组合桥面铺装顺利完成

正2018年5月12日,蒙华铁路洞庭湖特大桥钢-超高性能混凝土(UHPC)组合桥面完成了超高性能混凝土的浇筑(见图1),这是世界范围内首次将UHPC组合桥面技术应用于铁路桥梁(见图2)。该桥超高性能混凝土从2018年4月3日开始浇筑,     

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。     

超高性能混凝土原材料优选及配合比设计研究

根据超高性能混凝土材料特点,采用最紧密堆积理论,研究设计了超高性能混凝土配合比,通过抗压强度和抗折强度试验,对超高性能混凝土的原材料进行优选,并优化配合比设计,为制备综合性能优越的超高性能混凝土提供理论依据。结果表明,只掺加粒径1 mm石英砂的UHPC的28 d抗压强度高于掺加河砂对照组的28 d抗压强度值。用粗集料、细集料和粗细集料取代河砂时,UHPC的28 d抗压强度无明显增加。     

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...     

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。     

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。     

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。     

粗骨料活性粉末混凝土性能及应用研究

为拓宽超高性能混凝土(UHPC)的应用领域,南京五桥钢-混组合主梁选用UHPC桥面板,并引入粗集料,形成粗骨料活性粉末混凝土桥面板。通过研究不同坍落扩展度下混凝土工作性能、力学性能及耐久性能的变化,并采用实际生产线设备对预制板生产进行工艺验证,确定坍落扩展度控制在430～460mm之间最能满足质量要求和工厂化生产的施工控制建议。     

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。     

装配式NC板UHPC湿接缝轴拉性能试验研究

装配式混凝土结构因施工便捷、节约工期等优势被频繁应用,常规混凝土结构使用的湿接缝为普通混凝土(NC),但是NC湿接缝与原结构粘结强度不高,导致接缝处出现了大量的病害。而超高性能混凝土(UHPC)有着更小的级配作湿接缝时与原NC结构具有更好的粘结强度,但目前国内对装配式NC-UHPC湿接缝轴拉性能研究较少,故本试验设计NC和UHPC两种湿接缝共6个试件并结合有限元分析,来探讨其轴拉性能。经试验和有限元分析后得出结论:UHPC作湿接缝时装配式NC-UHPC结构的轴拉性能远优于NC湿接缝,试件的初裂及极限荷载均远超NC接缝,故可考虑UHPC作为湿接缝应用。     

预制超高性能混凝土π形梁桥的设计与初步试验

为解决传统混凝土简支梁桥接缝多、易开裂、耐久性低等问题,提出一种新型预制超高性能混凝土（UHPC）π形梁桥结构。研究了超高性能混凝土π形梁桥的主梁形式,并与相同30 m跨径传统混凝土T形梁桥进行了对比,结果表明其自重仅为传统混凝土T形梁桥的47%。参考材料试验结果,取设计用UHPC受压本构关系为线弹性,受拉本构关系为理想弹塑性,并根据法国超高性能纤维配筋混凝土（UHPFRC）结构规范对π形梁进行承载能力极限状态及正常使用极限状态下的配筋设计。为探究超高性能混凝土π形梁的抗剪及抗弯性能,对2根1：2截面缩尺梁模型进行试验研究及非线性有限元分析。结果表明：超高性能混凝土π形梁桥的初裂应力及承载能力均满足工程要求;纵向配筋率的提高能够显著提高梁底纵向开裂应变,限制裂缝开展;按法国规范计算相应荷载下的裂缝宽度值大于试验测量值,理论计算偏安全;试验值与模拟值吻合较好,验证了ABAQUS损伤塑性模型中所取材料参数的准确性和适用性;受拉塑性参数中的极限拉应力对于模拟结果影响较大,需根据试验获得准确数值。     

UHPC加固钢筋混凝土简支梁后可靠度分析

为了研究超高性能混凝土（UHPC）加固后的可靠性,提出UHPC加固截面后的抗弯承载力计算模型,并结合现存试验结果验证模型的适用性。通过UHPC增大截面加固RC简支梁算例,结合误差传递公式,考虑各种因素的不确定性,最后运用JC验算点法获得加固前后的可靠度大小,深入分析UHPC加固对结构可靠度的提升效果以及相比于普通混凝土加固后可靠度的提升,并且考虑了加固厚度及配筋的影响。研究结果表明：UHPC加固可对结构可靠度有大幅的提升;相对于普通混凝土加固,可靠度性能也有明显的提升;加固层厚度在一定范围内对可靠度指标呈正相关提升,且UHPC层中添加适量的配筋可以有效地提升可靠度指标。     

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。     

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。     

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。     

室内环境下UHPC的收缩徐变试验和预测

为明确室内环境下普通及补偿收缩超高性能混凝土（UHPC）的收缩徐变特征，分别对这2种超高性能混凝土进行持续1 080 d的力学、收缩和徐变性能测试，分析了补偿收缩组分对超高性能混凝土性能的影响规律。基于收缩和徐变的试验结果，分析了国内外3种不同规范公式对室内环境下超高性能混凝土收缩徐变预测的适用性，并引入相应的修正系数对既有收缩徐变模型进行修正，使之适用于补偿收缩超高性能混凝土的收缩徐变预测。结果表明：①补偿收缩组分的加入对超高性能混凝土的力学性能有负面影响，使立方体抗压强度、棱柱体抗压强度和弹性模量分别降低4.3%、5.1%和4.2%。②UHPC棱柱体抗压强度和弹性模量与立方体抗压强度间存在良好的统计关系，且该统计关系受配合比和龄期的影响较小。③补偿收缩组分能有效抑制超高性能混凝土的收缩，使收缩降低28.9%，但对徐变有负面影响，使徐变应变、徐变系数和徐变度分别增加13.3%、9.3%和15.8%。④DBJ43/T325—2017的收缩、徐变模型对室内环境下普通超高性能混凝土的收缩徐变均给予较好的预测，预测误差分别在4%和6%以内；SIA 2052—2016仅有收缩模型的预测结果与实测结果较好地吻合；引入收缩和徐变修正系数后的修正模型能分别对补偿收缩超高性能混凝土的收缩和徐变予以较好地预测，预测误差也分别在4%和6%以内。     

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。