【摘 要】
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超高性能混凝土(Ultra High Peformance Concrete,UHPC)具有优异的力学性能,将其应用于节段预制拼装技术中去,可实现桥梁快速、标准化建造。目前,有关节段预制拼装桥梁中,对于UHPC桥面板在局部荷载作用下受力性能的研究还不太完善,特别是UHPC华夫式桥面板的抗冲切性能的相关研究更少。基于此,本文分别通过20块UHPC平板及15块UHPC华夫板对桥面板的抗弯性能及抗冲切性
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超高性能混凝土(Ultra High Peformance Concrete,UHPC)具有优异的力学性能,将其应用于节段预制拼装技术中去,可实现桥梁快速、标准化建造。目前,有关节段预制拼装桥梁中,对于UHPC桥面板在局部荷载作用下受力性能的研究还不太完善,特别是UHPC华夫式桥面板的抗冲切性能的相关研究更少。基于此,本文分别通过20块UHPC平板及15块UHPC华夫板对桥面板的抗弯性能及抗冲切性能进行了研究,主要内容如下:(1)通过20块UHPC平板的弯曲破坏试验,研究了钢纤维掺量、配筋率对其抗弯承载力的影响。分析了每个试件的破坏形态、荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线等。分析结果表明:掺钢纤维未配筋的UHPC板在达到极限荷载后还具有较大的承载余力,延性较好;不掺钢纤维只配筋的UHPC板在达到极限荷载后会突然断裂,具有较大的脆性。抗弯承载力会随钢纤维掺量与配筋率的提高而增加,但随着钢纤维掺量的增加其抗弯承载力增长的速率逐渐减缓,随配筋率的增加部分试件出现剪切破坏,故建议UHPC桥面板的钢纤维掺量在2%左右,配筋率在3%左右,提出了NR-UHPC平板的抗弯承载力公式,计算值与试验值吻合良好,该公式具有较高的精度。(2)为探究UHPC华夫板抗冲切受力性能,以加劲肋宽度、加载面积、加载位置等为参数,完成了15块UHPC华夫板冲切破坏试验。重点分析了UHPC华夫板的抗冲切承载力、板底裂缝、冲切破坏角度和冲切破坏周长。结果表明:UHPC华夫板的抗冲切承载力会随加劲肋宽的增加而增加,加载面积小的试件其冲切破坏角大于加载面大的试件,端部位置加载的试件其冲切破坏角要大于跨中位置加载的试件。(3)通过有限元软件ABAQUS对UHPC华夫板抗冲切试验进行模拟,构建了不同参数下UHPC华夫板数值模型,数值模型与试验对比发现:试件的极限荷载和挠度相差较小,模拟结果与试验结果吻合较好。(4)讨论了德国HAA所提公式、中国纤维混凝土结构技术规程和活性粉末混凝土结构技术规程对UHPC华夫板抗冲切承载力计算的适用性。将计算结果与试验结果及模拟结果对比发现:德国HAA所提公式相对保守,中国纤维混凝土规程偏差较大,活性粉末混凝土的计算值与试验值及模拟值相对接近。最后考虑加劲肋宽度对抗冲切承载力的影响,提出了UHPC华夫板抗冲切承载力的建议计算公式。
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