新型钢-UHPC组合桥面连续构造性能研究

作     者：周尚猛 崔冰 郭福宽 ZHOU Shangmeng;CUI Bing;GUO Fukuan

作者机构：桥梁智能与绿色建造全国重点实验室湖北武汉430034 中铁大桥科学研究院有限公司湖北武汉430034 

出 版 物：《公路交通科技》 (Journal of Highway and Transportation Research and Development)

年 卷 期：2025年第42卷第1期

页      面：156-165页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2016YFE0202400) 中国中铁股份有限公司科技研究开发计划项目(2018-重点-10,2019-重大-05) 

主　　题：桥梁工程 桥面连续构造 有限元法 钢-UHPC组合桥面连续 病害维修 

摘      要：[目标]为了解决传统桥面连续构造易开裂、耐久性差的难题,充分发挥组合结构的受力特点及超高性能混凝土(UHPC)强度高、耐久性优异的力学性能优势。[方法]提出了钢-UHPC组合桥面连续构造形式。基于有限元法建立桥面系节段模型,分析了传统桥面连续构造的病害机理,对比了新型钢-UHPC组合桥面连续构造和传统桥面连续构造在设计车辆荷载及温度效应作用下的位移及应力响应。[数据]采用钢-UHPC组合桥面连续构造后,桥面连续处转角变得相对平缓,混凝土层最大拉应力从21.0 MPa大幅降低至7.6 MPa,且低于UHPC120材料的弯曲抗拉强度。[结论]分横梁的挠曲变形是桥面连续构造病害的主要原因之一,传统桥面连续构造在轮载作用下,连续缝处顶、底面拉应力较大,极易产生开裂病害。钢-UHPC组合桥面连续构造由于具有较高的弯曲变形能力,UHPC层拉应力能满足抗裂性能要求,且具有较高的强度储备,UHPC层与旧混凝土界面之间的抗剪强度满足规范要求。[应用]桥面连续构造维修完成并运营5 a后,现场实地勘查结果表明维修部位未产生任何病害,维修效果良好。钢-UHPC组合桥面连续构造简单合理、施工便利、无需完全中断交通、全寿命周期成本低廉、高效绿色,具有可观的市场应用前景及重要的社会、经济效益。