UHPC在桥梁中的应用

超高性能混凝土在桥梁中的应用BridgesUsingUltraHighPerformanceConcrete混凝土桥梁设计施工技术UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用主要内容引言UHPC的力学性能UHPC在桥梁中的应用有待研究的问题UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用混凝土性能的分类低强度、普通强度、高强混凝土、超高强混凝土高性能混凝土（HPC）、超高性能混凝土（UHPC）引言UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用引言UHPC的基本特点基本性能轴心抗压强度大于120MPa持久轴心抗拉强度大于6MPa抗拉延性好，极限抗拉应变超过0.3%抗环境作用性能优异弹性模量大于4.0104MPa徐变系数小于0.8基本材料材料：水泥、硅灰、石英粉、硅砂、细钢纤维UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用引言发展概况第一座使用UHPC的桥梁建于1997年加拿大第一本使用UHPC结构的建议2002在法国出版，2006日本也出版了类似的设计施工建议美国、澳大利亚、奥地利、克罗地亚、意大利、日本、马来西亚、荷兰、新西兰、斯洛文尼亚、韩国、瑞士及中国等国家已建成了超过90座UHPC桥梁韩国计划采用UHPC建造大跨径斜拉桥UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用基本指标基于国外试验结果，UHPC的基本性能指标如下：UHPC的力学性能性能范围抗压强度140to200MPa抗拉开裂强度6to10MPa弹性模量40to70GPa泊松比0.2温度线膨胀系数1.0to1.5/徐变系数0.2to0.8收缩应变9.0501401CUHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC的力学性能受力机理细小颗粒混合料的均匀性高，确保强度和模量小直径短纤维空间桥接弥合微裂纹，增加抗拉强度大直径带钩的长纤维空间桥接可见裂缝，增加延性UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC的力学性能抗压性能通常蒸汽养护情况下，抗压强度能够达到200MPa常温养护下强度可到达120MPa提高蒸汽养护温度强度明显提高正常大气压下高温（250°C）蒸汽养护后，强度能达到550MPa，若加压则可超过800MPaUHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC的力学性能抗拉性能UHPC抗拉受力过程分为弹性阶段不可见密布初裂阶段（基体材料局部逐步出现微裂纹，小直径短纤维空间桥接受力、应力重分布）可见裂缝出现阶段（基体材料退出作用，大直径长纤维空间桥接受力）破坏（纤维桥接作用失效）UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC的力学性能弹性模量和徐变收缩UHPC的弹性模量超过40GPa抗拉弹性模量略大于抗压蒸汽养护后的弹性模量变化很小徐变系数小于1.0，影响因素与一般混凝土相似自收缩应变大于一般混凝土，蒸汽养护能显著减小收缩应变UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC的力学性能耐久性能高密实的基体材料有效阻止了有害物质侵入一般混凝土性能劣化的机理在UHPC中大大消弱UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用加拿大Sherbrooke人行桥，世界第一座UHPC桥梁（1997）UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用加拿大Sherbrooke桥为跨径60m的UHPC钢桁腹组合结构体外预应力、无非预应力筋结构重量只有PC的1/2~1/3，与钢结构相差无几UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用加拿大在蒸汽养护条件下，Sherbrooke桥混凝土强度达到200MPa，钢管内约束混凝土强度350MPaUHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用加拿大Sherbrooke人行桥的混凝土配合比配料的成份数量(1/m3)水泥用量高水灰比低含钢纤维无粗骨料波特兰水泥705kg硅粉230kg石英粉210kg硅砂1010kg钢纤维190kg超塑剂37.5kg水200litUHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用加拿大UHPC在加拿大桥梁中的主要应用：预制构件的纵向和横向接缝预制梁和桥面板的抗剪连接预制后张预应力T形梁人行桥等Glenmore/Legsby人行桥UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用美国美国火星山桥（MarsHillbridge）是北美第一座公路UHPC桥梁（2006）该桥为单跨33.5m的T形混凝土组合简支梁，梁高1.14m，预制I形梁与现浇桥面板组合设置先张预应力钢绞线，不配置非预应力抗剪钢筋UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用美国美国624线公路桥（Route624bridge）（2008）该桥为10跨24.8m的T形混凝土组合简支梁，梁高1.14m设置先张预应力钢绞线，不配置非预应力抗剪钢筋UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用美国美国Jakway公园桥（JakwayParkbridge）（2008）该桥为3跨中跨15.6m的Π形简支梁，梁高0.838mUHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用美国Jakway公园桥的Π形截面是经广泛研究和美国联邦公路管理局测试的UHPC桥梁截面适合跨径21~30m的Π形梁截面UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用美国美国31线公路桥（Route31bridge）（2009）首次对预制梁桥面板采用现浇UHPC非预应力连接方式UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用美国UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用美国组合梁的桥面板与其下的钢梁和混凝土梁UHPC连接UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用美国UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用美国UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用美国UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用美国采用UHPC华夫（waffle）桥面板的连接UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用美国采用UHPC华夫（waffle）桥面板的连接UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用韩国韩国首尔和平人行天桥(Peacefootbridge)是亚洲第一座UHPC桥梁（2002）UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用韩国和平桥为跨径120m拱桥，是最大跨径的UHPC桥梁该桥采用6个预制节段拼接而成UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用韩国和平桥的桥面结构采用Π形截面，高度1.3m，纵向设置6束预应力钢绞线带肋形桥面板横向设置预应力筋，最小厚度为3cmUHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用日本坂田未来桥是日本第一座UHPC桥梁（2002)该桥为节段预制拼装预应力混凝土箱形简支梁跨径49.2mUHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用日本大多数UHPC人行桥，都采用UHPC预制U形节段与顶板连接，节段间现浇UHPC、预应力筋连接；箱形截面人行桥也采用节段匹配预制、环氧胶接缝构造日本第一座公路桥梁采用预制UHPC工字梁现浇普通混凝土桥面板UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用有待研究的问题UHPC材料力学、性能等指标标准化工地大量使用环境的适用性、性能的稳定性造价设计方法钢筋与UHPC的受力匹配配筋UHPC构件的力学性能钢筋间距、保护层厚度等UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用有待研究的问题设计方法预应力构件合理的应力限值合理的截面构造合理的结构体系等UHPC在桥梁中的应用UHPC在桥梁中的应用谢谢各位