模型材料

南京五桥上的粗骨料UHPC应用,助力桥梁

发布时间:2023/2/22 15:46:59   

南京五桥

集约高效、经济适用、智能绿色、安全可靠成为桥梁工程的发展需求,而钢混组合结构能够高度契合上述要求而被世界桥梁界广泛应用。传统钢-混组合梁受普通混凝土材料强度、弹性模量的制约,钢结构的材料性能和结构性能均未能有效发挥,致使钢结构的材料用量相对较高;受普通混凝土抗裂性能和承载能力的制约,使桥面板厚度相对较大,且预应力的使用难以避免;钢、普通混凝土材料性能的较大差异和钢-混组合梁较大的结构自重,使其承担可变荷载的能力受限,制约了经济跨越能力的提高;同时,较重的混凝土构件,难以适应长距离陆路运输和便捷的吊装架设,亦使工厂制造、现场安装的优势难以充分发挥。而与普通混凝土或高性能混凝土相比,在强度、承载能力、结构设计优化、施工与安装速度、应对极端环境的抗介质渗透能力等方面均具有巨大优势的超高性能混凝土(UltraHighPerformanceConcrete,简称UHPC),可满足钢混组合结构的快速施工、轻量化、大跨化和高耐久化的迫切要求,已成为首选材料之一。

工程需求

经过几十年的研究探索和工程实践,多种类型的UHPC板件相继提出,成为了提升钢-混组合梁结构性能的有效途径。然而,传统UHPC虽然可以解决钢-混组合结构中混凝土材料强度偏低的问题,但其弹性模量相对普通混凝土提高幅度有限,在保持等效刚度前提下仍难以有效降低桥面板厚度。同时常规养护条件下,传统UHPC总收缩一般达με左右,徐变系数一般为0.8,钢-混组合梁长期应力分配的不确定性仍较为明显,必须通过加热养护等工艺措施加速UHPC水化反应和收缩发展,才能有效降低后期收缩、徐变效应的不利影响,进而限制了UHPC在重大工程中的规模使用。

而近些年,随着UHPC设计理论的发展和纳米新材料的融合,UHPC的原材料范围已经得到显著拓宽,尤其在UHPC体系中引入粗骨料,可减少胶材用量、降低水化温升、抑制收缩徐变变形,引起了学术界和工程界的广泛

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