文档名：混合梁斜拉桥微膨胀UHPC灌注钢混结合段的时变效应
摘要：为明确微膨胀超高性能混凝土(Ultra-High-PerformanceConcrete,UHPC)灌注材料的收缩徐变对混合梁斜拉桥钢混结合段长期性能的影响,以湖北武穴长江公路大桥为工程背景,开展材性试验与结构反应实测.基于一种全桥杆系+局部空间网格的多尺度有限元建模方法,对不同灌注材料收缩徐变下钢混结合段的时变效应进行分析研究.研究结果表明:实桥所采用的微膨胀UHPC在测试龄期内膨胀应变呈现出先增后减且始终保持膨胀的趋势,在约5d龄期时达到最大膨胀应变292.6με,至1080d时为83.8με;徐变系数在前50d龄期内增长较快,至1080d时为1.63.灌注材料的收缩可在结合段内部产生显著的次应力,表现为内填混凝土的拉应力和钢格室的压应力;徐变则会导致混凝土应力松弛而使一部分恒载压应力向钢结构转移.运营20a后,钢混结合段内填普通混凝土存在较高的开裂风险.未作收缩控制的普通UHPC虽亦出现拉应力,但未超过其抗拉强度,抗裂安全系数仍可达到1.5以上.而微膨胀UHPC处于受压状态,不存在开裂问题.微膨胀UHPC的应用,既可改善内填混凝土的抗裂性能,又有助于常规钢混结合段的结构优化,大幅减少材料用量和结构自重.
Abstract：InordertoclarifytheinfluenceofshrinkageandcreepofexpansiveUltra-High-PerformanceConcrete(UHPC)groutingmaterialonthelong-termperformanceofsteel-concretejointsinhybridgirdercable-stayedbridges,testsonmaterialpropertyandstructuralresponsewereperformedbasedontheengineeringbackgroundofWuxueYangtzeRiverhighwaybridgeinHubei.Amulti-scalefiniteelementmethodcombiningwholeframestructureandlocalspatialgridwasusedtoinvestigatethetime-dependenteffectofsteel-concretejointwithdifferentgroutingmaterials.TheresultsshowthattheexpansiveUHPCadoptedintheactualbridgeexhibitsatrendofincreasingfirstandthendecreasinginexpansivestrainsandmaintainingexpansionduringthetestage.Theexpansivestrainreachesthemaximumvalueof292.6μεonthe5thdayapproximately,andreaches83.8μεonthe1080thday.Thecreepcoefficientincreasesrapidlyinthefirst50days,andreaches1.63onthe1080thday.Theshrinkageofgroutingmaterialsresultsinsignificantsecondarystressesinthesteel-concretejoint,whicharemanifestedinthetensilestressinthefilledconcreteandthecompressivestressinsteelcells.Thecreepcausesthestressrelaxationoftheconcrete,andthusacertainamountofcompressivestresscausedbythedeadloadistransferredtothesteelstructure.After20yearsofoperation,theordinaryconcreteinthesteel-concretejointhasahighriskofcracking.TheconventionalUHPCwithoutanyshrinkagecontrolisalsosubjectedtotensilestress,butthepeakstressdoesnotexceedtensilestrength,andthecorrespondingsafetyfactorofcrackresistanceisstillmorethan1.5.TheexpansiveUHPCisstillundercompressionwithoutanyriskofcracking.TheapplicationofexpansiveUHPCnotonlyhelpstoimprovethecrackresistanceoffilledconcrete,butalsocontributestothestructuraloptimizationofconventionalsteel-concretejoints,greatlyreducingtheuseofmaterialsandstructuralweight.
作者：谭星宇 刘路明 方志 洪金圣 杨灿 Author：TANXingyu LIULuming FANGZhi HONGJinsheng YANGCan
作者单位：湖南大学土木工程学院,湖南长沙410082湖北省交通规划设计院股份有限公司,湖北武汉430051
刊名：铁道科学与工程学报
Journal：JournalofRailwayScienceandEngineering
年，卷(期)：2024, 21(2)
分类号：U448.27
关键词：混合梁斜拉桥 钢混结合段 超高性能混凝土(UHPC) 微膨胀混凝土 收缩 徐变
Keywords：hybridgirdercable-stayedbridges steel-concretejoints Ultra-High-PerformanceConcrete(UHPC) expansiveconcrete shrinkage creep
机标分类号：U448.27TU528.01TU393
在线出版日期：2024年3月19日
基金项目：国家自然科学基金混合梁斜拉桥微膨胀UHPC灌注钢混结合段的时变效应[
期刊论文] 铁道科学与工程学报--2024, 21(2)谭星宇 刘路明 方志 洪金圣 杨灿为明确微膨胀超高性能混凝土(Ultra-High-PerformanceConcrete,UHPC)灌注材料的收缩徐变对混合梁斜拉桥钢混结合段长期性能的影响,以湖北武穴长江公路大桥为工程背景,开展材性试验与结构反应实测.基于一种全桥杆系+局部...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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