钢-预制UHPC组合梁中高强螺栓剪力键群的抗剪性能试验研究

为研究高强螺栓作为钢-预制UHPC组合梁剪力键的抗剪性能,共设计15个推出试件,探究螺栓间距和螺栓数量对试件的破坏模式、荷载-滑移曲线、极限承载力、延性和初始抗剪刚度的影响。试验结果表明,推出试件的主要破坏模式为螺栓剪力键剪断,同时在螺栓剪切面下端有局部UHPC受压剥落,UHPC预制板只在剪力槽四周出现细微裂缝。减小螺栓间距会导致试件的抗剪性能降低;而增加螺栓数量可以有效地提高试件的抗剪性能,但也会导致单栓初始抗剪刚度下降。分析国内外现行钢-混凝土组合梁中剪力键的抗剪承载力计算公式,并以此提出一条更适用于钢-预制UHPC组合梁中高强螺栓剪力键群的抗剪承载力计算公式。对比提出公式的计算值与试验值,两者的平均比值、标准差和变异系数分别为1.02、0.02和0.02。

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个推出试件,研究不同界面抗剪钢筋配筋率、预制梁混凝土类型和预制桥面板混凝土类型、槽口填充混凝土类型对界面抗剪承载力的影响,在试验过程中观测裂缝的发展和破坏模式,记录竖向滑移、水平滑移和试件破坏模式、钢筋应变、极限荷载Vu和残余荷载Vr。试验结果表明:界面抗剪钢筋配筋率对Vu和Vr起主要作用,配筋率为3.7%的界面极限荷载分别是配筋率为2.8%和2.0%的1.06倍、1.20倍;不同的槽内填充混凝土和预制梁混凝土二者共同影响Vu和Vr;预制桥面板混凝土类型对抗剪性能影响不大;钢筋的销栓作用主要受到钢筋直径和混凝土强度等级的影响;通过与AASHTO LRFD 2015和ACI 318规范对比发现,2个规范对UHPC组合梁槽口式连接界面抗剪承载力估计保守;提出的预制UHPC组合梁槽口式连接界面抗剪计算公式计算值与试验值吻合较好。

深水溶岩发育区大跨径斜拉桥施工关键技术

佛山市高明区富湾镇富龙西江特大桥为全长1770.6m的UHPC组合梁斜拉桥,该桥横跨西江水域,主墩位于30m深水区且穿线区域溶岩地质发育。针对以上特点,桩基础施工前先施工栈桥及钻孔平台,后根据不同地质特点采用不同钻机与钻孔方案成孔;UHPC组合梁施工前设计了600t大吨位自行式液压提升桥面吊机并配备PLC同步起吊控制系统,实现了8点同步吊装且可精确控制左右吊点水平高差;桥塔采用节段施工方法,共分36个节段,由下至上分别为搭支架立模施工、翻模施工、无拉杆液压爬模施工,并设置横撑抵消索塔重力作用下的倾斜变形与弯曲应力。

UHPC与普通混凝土简支T形梁受力性能对比

为了研究UHPC梁的受力性能,初步设计一根UHPC组合T形简支梁和一根普通混凝土T形简支梁,采用有限元分析和规范计算的方法,对比分析这两根梁在预应力筋直线配置和折线配置情况下的施工阶段和使用阶段的受力性能。研究表明,UHPC材料的应用能够减轻主梁自重,充分发挥其性能优势,同时由于UHPC本身能够提供较大的抗拉贡献,不仅能提高梁的抗弯性能,且不在配置箍筋和弯起钢筋时也能满足抗剪要求,因此预应力筋直线配置更有利于UHPC组合梁的受力;预应力筋弯折配置能够减小四分点到支点部分梁上下缘的应力,同时也更有利于抗剪,因此预应力筋折线配置更适合普通混凝土梁。

UHPC钢—混组合梁全断面流水化顶推施工技术

黄河特大桥主桥为双塔双索面钢—混组合梁斜拉桥,跨径布置为80 m+180 m+442 m+180 m+80 m=962 m。主梁采用的钢—混组合梁带桥面板全断面顶推施工工艺,在国内尚属首次。其顶推重量高达2.7万t,主梁单节段最大重量高达410 t,对起重、运输设备要求极高,施工成本高,安全风险大。因此,项目对UHPC钢—混组合梁全断面顶推施工技术进行了深入研究及探讨,创新性提出了钢—混组合梁块体单元组拼、桥位拼装支架分区及流水化作业的施工工艺,大幅降低了起重重量,提升了施工功效,实现了节地、环保、降本、保工期的全面共赢。

南益高速公路南洞庭(胜天)大桥设计构思与创新技术

南洞庭(胜天)大桥为南益高速公路上的一座特大型桥梁。该文主要介绍大桥总体设计构思和UHPC轻型组合桥面板方案比选,进一步通过全桥整体模型计算、节段模型分析以及桥面板足尺模型试验对华夫板轻型组合桥面结构安全性能进行验证,分析结果表明:UHPC轻型组合梁在构造上满足结构受力要求,在经济上也更优于普通混凝土组合梁。UHPC轻型组合梁方案为未来斜拉桥的设计提供了一种新的主梁结构形式。

高性能纤维混凝土的轻量化T梁结构设计及性能分析

基于宁上高速某拟建桥梁,设计两种UHPC组合T梁方案,采用桥梁博士建模配合规范计算的方法,研究UHPC组合T梁的设计方法及受力性能,开展UHPC组合T梁承载能力试验。结果表明:UHPC预制梁与普通混凝土预制梁相比,梁高缩减15%、腹板厚度缩减30%,大幅减小预制T梁构件的体积,较原设计方案梁体减重30%,通过减少吊装重量缩短施工周期,同时降低了预制主梁的运输条件,扩大了预制主梁的适用范围;在经济性方面,根据上部结构重量的减轻及地质条件,可对下部结构和基础进行优化,使UHPC梁桥的总造价贴近原设计方案。