PC梁桥负弯矩区UHPC-NC结构的抗裂性能

为提高装配式预应力混凝土(PC)连续梁桥负弯矩区的抗裂性能,提出了一种在负弯矩区设置UHPC层和强配筋(配筋率≥1.5%)相结合的UHPC-NC(普通混凝土)连接构造,并以昌九高速某装配式PC连续梁桥为工程原型,进行横桥向缩尺比为1∶4、顺桥向缩尺比1∶5的缩尺模型试验研究,对该连接构造的可行性进行验证;然后,基于“平截面”假定,根据模型试验结果得到了该连接构造不同受力模式下的开裂弯矩计算方法,并采用有限元法分析了UHPC层厚度和配筋率对开裂弯矩的影响规律。结果表明:采用强配筋的连续梁桥负弯矩区UHPC-NC(普通混凝土)连接构造的开裂弯矩明显提高,验证了该连接构造是可行性的,为理论及有限元分析提供了依据;文中开裂弯矩计算方法可靠性较高,可为设计及工程应用提供参考,有限元方法与文中方法开裂弯矩结果相对误差在10%以内;纯弯矩作用以及弯-剪组合作用下,UHPC-NC结构开裂弯矩随UHPC层厚度增加而增加、随配筋率增大而增大。

UHPC-NC组合结构抗弯性能试验及有限元分析

提出了一种超高性能混凝土-普通混凝土(UHPC-NC)组合结构,以解决传统中小跨径桥梁的不足。①为了研究所提出的UHPC-NC组合梁抗弯性能,设计了一根1∶2的缩尺模型,并进行了试验研究和有限元分析,结果表明试验模型的名义初裂应力为23. 4 MPa,承载能力极限状态的名义应力为62. 9 MPa,能够满足工程正常使用极限状态和承载能力极限状态下的抗弯承载力要求。②建立了试验梁的ABAQUS有限元模型,计算结果与试验结果吻合较好,表明所建立的有限元模型具有一定的准确性和适用性。③通过有限元模型分析了纵向主筋配筋率、UHPC抗拉、压强度及现浇桥面板强度等级对组合梁抗弯性能的影响。结果表明提高主梁配筋率、UHPC抗拉强度能够显著提高组合梁的极限承载能力,而UHPC抗压强度和现浇桥面板的强度等级对组合梁的极限承载能力影响不大。