先张法UHPC-NC组合小箱梁设计与弯曲性能试验

摘要

基于超高性能混凝土（UHPC）的优异性能，本文提出一种轻型化、工业化的UHPC-普通混凝土（NC）先张预应力组合小箱梁结构。该结构通过瑞士超高性能纤维配筋混凝土规范与中国桥梁规范验算，满足A类预应力构件要求，较同跨径NC小箱梁减重达30%。为验证组合梁弯曲性能，设计并开展1片UHPC组合梁受弯破坏试验。试验表明：普通钢筋屈服时，底缘UHPC完成受拉应变强化，拉应变为1 930～2 100με，裂缝细密且宽度小于0.2 mm；钢绞线屈服是梁刚度退化的转折点，此时顶缘UHPC压应变小于1 060με（低于其极限压应变）；钢纤维此后滑移退出工作，受拉区应力重分布；最终破坏模式为顶板NC压溃，组合梁位移延性系数为2.3。根据试验缩尺比推算，考虑原型梁自重及结构重要性系数1.1，基本组合下汽车荷载分项系数可取2.03（高于规范值1.4），频遇组合下汽车荷载频遇值系数可取0.87（高于规范值0.7）。研究表明：先张法组合梁显著提升了UHPC截面预应力效率，其与UHPC的裂后协同工作性能良好，可满足工程设计要求。

关键词

桥梁工程 / UHPC / 组合梁 / 抗弯试验 / 极限状态