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本文通过对梁桥、拱桥等各类桥梁结构进行研究和比较,将UHPC材料与刚架拱桥结构相结合,提出并优化结构得到全透空式UHPC刚架拱桥结构,并研究出了一种上下条带菱形接缝用于该拱桥,该结构充分发挥材料高性能、刚架拱桥结构优势、减轻结构自重、降低施工难度、提高结构耐久性、使造型轻质美观。全透空式UHPC刚架拱桥为预制装配桥梁,UHPC湿接缝是全透空式UHPC刚架拱桥设计关键,为了研究不同UHPC湿接缝构造对湿接缝受弯性能的影响,提出了矩形接缝、菱形接缝、上下条带接缝、上下条带菱形接缝四种UHPC接缝构造进行不同UHPC接缝构造优化试验,并于完整梁进行对比,结果表明完整梁综合受弯性能高于接缝梁,对于接缝梁,接缝接合面由于钢纤维的不连续,其抗拉强度极低;在四种接缝构造中,上下条带菱形接缝综合受弯能力最好。本文还根据不同UHPC接缝构造优化试验结果建议了各接缝构造的承载力计算公式,将计算值与试验值进行比较,结果表明承载力计算公式较为准确。本文通过不同UHPC湿接缝构造试验结果设计出一种上下条带菱形接缝构造,为了研究该结构实际受力性能,并得到提高该接缝使用性及安全性的施工措施,进行了1:2缩尺模型试验,试验结果表明:接缝的存在降低了结构的受力性能,但该种接缝构造仍满足实际工程的使用要求和安全性要求;在实际工程中,接缝构造宜配置腰筋增加接缝结构的受弯性能;结构接缝处的预制钢筋必须与搭接钢筋进行焊接,保证结构的使用性和安全性;接缝处材料不论是否添加膨胀剂均必达到力学要求才能使用;利用有限元软件ABAQUS进行了有限元模型分析,实测值与模拟值相近,说明了有限元模型中所用材料本构关系等参数较为准确;接缝切向行为采用库伦摩擦模型,接缝模拟结果与实际相似,说明接缝模拟较为准确。本文依托高恩高速K7+164车行天桥进行试设计,该桥长66m,宽5.5m,拱肋跨径58m,矢高6.5m,矢跨比为1/8.9(f/L=6.5/58),由3片UHPC超高性能混凝土拱肋组成,在其上现浇C50普通混凝土桥面板,使拱片与桥面板整体联合受力。该桥施工方法为工厂预制拱片节段,现场吊装对拼并通过UHPC湿接缝连接,在其上现浇桥面板,之后进行二期施工,完成桥梁整体。本文根据国内桥梁规范,参考法国规范等国外规范对该桥进行midas建模计算及验算,通过试验结论对接缝进行计算,计算结果表明桥梁设计安全合理,施工过程便捷可靠。