超高性能混凝土组合结构在桥梁工程中的应用与展望
超高性能混凝土在桥面铺装工程中的应用
超高性能混凝土在桥面铺装工程中的应用摘要：超高性能混凝土（UHPC）是一种纤维增强水泥基复合材料，力学性能和耐久性能优异。
随着研究的深入，UHPC在工程中的应用日益增多，在桥面铺装工程中的应用是研究的热点之一。
综述了UHPC的发展和应用，调研了多种工况下UHPC铺装的实例。
结果表明：UHPC在桥面铺装工程中提高了桥面结构的抗疲劳、抗裂性能，减轻了结构自重，降低了碳排放；因其良好的耐磨性、抗渗透与抗腐蚀性能，大大减少了桥面修补次数，提高了经济效益。
因此，UHPC在桥面铺装工程中具有良好的应用前景。
关键词：超高性能混凝土；桥面铺装；力学性能；应用中图分类号：U441 发展历程超高性能混凝土最早面世是丹麦Hans Henrik Bache在1979年申请的一篇相关专利，从此之后丹麦开始了相关研究。
当时将这种新型混凝土材料称之为CRC（Compact Reinforced Composite密实增强复合材料）或Ny Beton（新型混凝土）[1]。
上世纪九十年代，法国成为了超高性能混凝土研究最活跃的国家。
法国多方力量一起参与研究“活性粉末混凝土”（Reactive Powder Concrete，简称RPC）并发表了一系列相关论文和专利促进了UHPC或RPC在全世界范围的推广。
UHPC（超高性能混凝土）名称是由法国学者在1994年提议的，由于能更好表达这中混凝土材料的优越性能，逐步被广泛接受和采用。
超高性能混凝土在桥梁结构中的应用主要用于主梁结构、桥面结构和桥梁接缝。
桥面结构常用于桥面铺装层和桥面板。
UHPC作为桥面铺装材料，具有广泛的应用价值。
瑞士洛桑理工大学Oesterlee[2]提出使用钢筋UHPC层修补加固破损的桥面，UHPC层能够提高桥梁强度、刚度、抗裂、防水和保护普通混凝土，大幅延长结构使用寿命。
2004年，该桥面铺装结构首次应用在瑞士的一个桥梁修补工程中[3]。
国内湖南大学邵旭东团队[4]在2010年首次提出了UHPC铺装层和正交异性钢桥面板组成的钢-UHPC铺装结构。
超高性能混凝土研究与应用进展
Value Engineering0引言随着社会经济的快速发展，桥梁工程、地下结构工程等现代工程向着寿命更长、标准更高的方向发展，故对混凝土提出了更高的工作性能要求。
1994年，法国学者首次提出了UHPC的概念[3]，即超高密度（Ultra-High Performance Concrete）。
UHPC是基于最大堆积密度原理制备而成的，与传统的混凝土相比，具有超高强度、高韧性延性、高耐久性等优异性能[3]；此外，钢纤维的加入对其整体强度的提升有较大影响[4]。
基于以上优异性能，UHPC已广泛应用于大跨度特殊结构、超高层建筑和桥涵隧道等工程领域，并且在市政工程、国防工程等领域有较好的应用前景[5]。
鉴于此，笔者在UHPC材料制备、力学性能、应用现状等方面进行了介绍，为UHPC的后续研究提供借鉴和参考。
1制备过程1.1原料水泥，普通硅酸盐水泥P.O42.5级以上，试块28d强度要求达到42.5MPa以上；石英砂，分别为细砂、中砂、粗砂；硅灰，主要成分为氧化钙、二氧化硅，是由硅灰石矿石经粉碎研磨制成；钢纤维，长径比为30~100，纤维和砂浆之间的粘合就会增加；减水剂，起到对水泥颗粒拌合的分散作用，减少单位用水量，改善混凝土混合物的流动性。
1.2制备工艺①称量一定量的细砂、中砂、粗砂搅拌5分钟；②加入水泥搅拌3分钟；③加入硅灰搅拌约10分钟，使其干粉料充分拌合均匀，制成UHPC干粉料，干粉料拌合均匀后；④加入称量好的钢纤维，以避免钢纤维结块而导致分布不均匀的情况，待钢纤维充分搅拌均匀后；⑤加入配备好的水和减水剂，搅拌约10分钟直至拌合物具有较好的流动性。
其工艺流程见图1。
选用合适的配合料，采用最紧密堆积理论进行了超高性能混凝土基体的配合比试验。
参照GB/T50081-2019《混凝土物理性能试验方法标准》[1]，分别按照龄期为7d和28d的力学性能进行测定，抗压试件分别采用立方体100mm*100mm*100mm、棱柱体100mm*100mm*300mm、圆柱体Φ100mm*100mm的模具成型；抗折试件采用100mm*100mm*400mm的模具成型，成型后将试块置于标准养护条件下养护7d和28d后脱模，脱模后的试块置于相同养护条件下养护至各龄期，并测其强度。
试述高性能混凝土在桥梁设计中应用
试述高性能混凝土在桥梁设计中的应用【摘要】在许多重要桥梁的设计中，为增强结构混凝土的强度、耐久性和流动性，设计者都采用了高性能混凝土，本文主要目的在于结合一些桥梁设计实例，提出一些高性能混凝土在桥梁设计应用中的注意事项，给桥梁设计者实际工作提供参考。
【关键词】高性能混凝土桥梁设计应用中图分类号： tu528 文献标识码： a 文章编号：1前言高性能混凝土是近期混凝土技术发展的主要方向，高性能混凝土是具有某些性能要求匀质混凝土，必须采用严格的施工工艺采用优质材料配制，便于浇捣、不离析、力学性能稳定、早期强度高具有韧性和体积稳定性等性能的耐久的混凝土，特别适用于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑结构。
由于高性能混凝土具有综合的优异技术特性，引起了国内外材料界与工程界的广泛重视与关注。
十多年来，世界上许多国家相继投入了大量的人力、财力物力进行该项研究与开发应用，使高性能混凝土技术取得了很大的进展，在原料的选择、配合比设计、物理力学性能、耐久性、工作性结构性能以至应用技术等方面都取得了既有理论基础又有实用价值的科技成果。
2高性能混凝土性能近些年来，随着现代工程结构的高度和跨度的不断增加，高性能混凝土研究应用领域取得了重大进展，在施工中的应用也越来越广泛本文重点对高性能混凝土在市政桥梁工程中的应用展开研究。
2.1 高性能混凝土在桥梁上的耐久性高性能混凝土配制最主要的手段是低水灰比和掺适量微集料；其抗渗和抗冻性优良，抗碳化、耐腐蚀性好，具有优异的耐久性能。
可以抵御气候和环境的长久破坏作用，确保在桥梁的设计期限内，高性能混凝土能够正常工作。
2.2 高性能混凝土可减薄桥梁的厚度用较高强度的材料可以减小结构的截面尺寸，高性能混凝土可以减薄桥梁的厚度，明显增强桥面的承载能力；高性能混凝土用于高层、桥梁等可减小结构截面，增大跨度、增加净空、降低混凝土水化热，节省原材料资源；包括在建筑物剪力墙和承重墙中的应用，在大跨度桥梁中的箱梁中的应用。
uhpc在工程中的应用
uhpc在工程中的应用UHPC（超高性能混凝土）是一种新型的建筑材料，具有出色的力学性能和耐久性。
在工程中，UHPC被广泛应用于各种领域，如桥梁、建筑、隧道、海洋工程等。
本文将探讨UHPC在工程中的应用。
一、桥梁工程UHPC在桥梁工程中的应用是最为常见和重要的。
由于UHPC具有高强度、高韧性和耐久性，可以大幅度减少桥梁的自重，从而实现更大跨度和更小断面的设计。
此外，UHPC还可以用于制造薄壁构件，提高桥梁的抗震性能和承载能力。
同时，UHPC还具有良好的耐久性，能够有效抵抗恶劣的外界环境，如盐雾腐蚀和温度变化等。
二、建筑工程UHPC在建筑工程中的应用主要体现在楼板、梁柱和墙体等构件的制作。
由于UHPC具有超高的抗压和抗弯强度，可以制造出更薄、更轻的构件，从而提高建筑的使用空间和灵活性。
此外，UHPC还可以实现构件的预制化加工，减少施工现场的工作量和时间。
同时，UHPC还可以用于制作复杂形状的构件，提高建筑的美观性和创意性。
三、隧道工程UHPC在隧道工程中的应用主要体现在隧道衬砌和防火涂料等方面。
由于UHPC具有高抗压和抗弯强度，可以制造出更薄、更轻的隧道衬砌板，从而减少隧道的净宽度。
此外，UHPC还具有良好的耐火性能，可以作为隧道的防火涂料，提高隧道的安全性和耐久性。
四、海洋工程UHPC在海洋工程中的应用主要体现在海洋平台、海底管道和防波堤等方面。
由于UHPC具有高抗压和抗弯强度，可以制造出更薄、更轻的海洋平台，从而减少建设成本和自重。
此外，UHPC还具有良好的耐腐蚀性能，可以有效抵抗海水的侵蚀。
同时，UHPC还可以用于制作海底管道和防波堤，提高海洋工程的稳定性和耐久性。
UHPC在工程中的应用范围广泛且重要。
通过充分发挥其高强度、高韧性和耐久性等优点，UHPC能够实现工程结构的轻量化、薄壁化和预制化，提高工程的安全性、经济性和可持续性。
随着UHPC 技术的不断发展和应用的推广，相信UHPC在工程领域的作用将会越来越大。
高性能混凝土及其工程应用
高性能混凝土及其工程应用高性能混凝土是采用新型材料技术开发的一种优质混凝土，它具有很高的强度、耐久性、耐腐蚀性和抗渗透性等优点，广泛应用于重要的建筑结构、桥梁、隧道、地铁、水利工程等领域。
高性能混凝土的研究和应用在国内外得到了广泛关注，革新了传统混凝土工程设计和施工方法，提高了工程建设的质量和效益。
高性能混凝土是利用特定型号的水泥、合理的砂石配合比、优质骨料和常规掺合料、高效的分散剂、改良剂、缓凝剂等原材料组成，工艺上采用高效的振捣、预应力及其它工艺手段制成的。
高性能混凝土的强度可以超过100MPa，抗压、抗拉、抗弯能力强，耐久性和抗渗性能好，可以抵御灾害和环境污染的影响，具有较高的经济和社会效益。
高性能混凝土的应用主要包括以下几个领域。
一、桥梁工程高性能混凝土在桥梁工程中的应用越来越广泛。
桥梁结构要经受各种复杂和多变的荷载作用，因此需要高强度、高耐久性、高稳定性的混凝土材料，以满足结构设计的要求。
高性能混凝土可以大幅度提高桥梁的承载能力、抗震性能和安全性能，保证了桥梁的正常运行和使用寿命。
二、地铁工程高性能混凝土在地铁隧道、车站、环保墙等工程中得到了广泛应用。
在地铁工程中，高性能混凝土除了要满足要求的强度和耐久性，还要具有良好的耐火、耐水、耐久性和抗化学腐蚀性能。
高性能混凝土的这些特点使得它在地铁工程中表现出更好的应用效果和施工质量。
三、水利工程高性能混凝土在水利工程建设中也发挥着重要作用。
水利工程中经常需要使用复杂的混凝土结构，例如水坝、水闸、渠道等，这些结构需要长期保持在水中，因此需要使用高性能混凝土来保证其耐久性和抗冲刷能力。
高性能混凝土不仅能够满足耐久性的要求，还可以有效地抵御环境中的化学腐蚀和冲刷等作用。
四、其它领域除了以上三个领域，高性能混凝土还广泛用于核电工程、海洋工程、高层建筑和基础设施建设等领域。
在这些工程中，高性能混凝土可以带来更好的工程质量、更高的安全性和环保性，以及更长的使用寿命和经济效益。
(完整word版)高性能混凝土的发展和应用
高性能混凝土的发展和运用摘要随着我国改革开放和现代化进程的加快，我国的建设规模正日益增大，如何保证建筑工程质量的同时也能使工程能长久的安全使用下去，日益受到各级政府和社会各界的广泛关注。
在众多的土木工程建设中，混凝土的应用面之广，使用次数之多是很少见的。
尤其中近年来，一种较新的混凝土技术正在快速发展并且运用到许多实际工程项目中，那就是高性能混凝土。
高性能混凝土(High Performance Concrete，HPC) 由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性，被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土，至今已在不少重要工程中被采用，特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程。
本文主要介绍了高性能混凝土发展的现状，阐明了高性能混凝土与施工的关系，列举了高性能混凝土的运用成果，并对其发展趋势作出展望。
随着我国建筑向高层化、大型化、现代化的发展，HPC必将成为新世纪的重要建筑工程材料。
关键词：高性能混凝土；运用；发展1 高性能混凝土介绍1.1 高性能混凝土含义1990年5月在马里兰州,由美国NIST 和ACI 主办的讨论会上,高性能混凝土(HPC)定义为具有所要求的性能和匀质性的混凝土。
这些性能包括:易于浇注、捣实而不离析;高超的、能长期保持的力学性能;早期强度高、韧性高和体积稳定性好;在恶劣的使用条件下寿命长。
即HPC 要求高强度、高流动性与优异的耐久性。
我国《高性能混凝土应用技术规程》 (CECS207-2006)中提到：高性能混凝土是具有混凝土结构所要求的各项力学性能，且具有高工作性、高耐久性和高体积稳定性的混凝土。
清华大学教授廉慧珍认为：高新能混凝土不是混凝土的一个品种，而是达到工程结构耐久性的质量要求和目标，是满足不同工程要求的性能和具有匀质性的混凝土。
我国《高性能混凝土应用技术规程》 (CECS207-2006)还提到：处于多种劣化因素综合作用下的混凝土结构宜采用高性能混凝土。
高性能混凝土在超高层建筑施工中的应用与优化
高性能混凝土在超高层建筑施工中的应用与优化摘要：随着城市化进程的加速，超高层建筑在城市景观中占据了越来越重要的地位。
高性能混凝土作为超高层建筑施工中的关键材料，其性能及应用方面的研究与应用日益受到关注。
本文主要探讨了高性能混凝土在超高层建筑施工中的应用及其优化策略，希望对于超高层建筑的施工能够有所帮助，并提供借鉴。
关键词：高性能混凝土，超高层建筑，施工，优化高性能混凝土（High Performance Concrete，简称HPC）是一种具有高强度、高韧性、高耐久性和高工作性能的新型混凝土。
由于其优良的性能，HPC已被广泛应用于桥梁、高层建筑等大型基础设施的建设中。
在超高层建筑施工中，HPC的应用不仅能提高建筑的稳定性，还能增强其抗风、抗震能力，为建筑的安全性和耐久性提供了有力保障。
1.高性能混凝土简介高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，它采用常规材料和工艺生产，同时掺入改善性能良好的外掺料，使得混凝土结构具有所要求的各项力学性能，增加高耐久性、高工作性和高体积稳定性。
在配合比上，高性能混凝土比普通混凝土多了一种或者两种外掺料，外掺料为矿粉、粉煤灰、膨胀剂、硅灰等。
[1]在外加剂的选用上，普通混凝土使用的多半为普通的混凝土减水剂，其减水率渐少。
高性能混凝土根据强度等级不同，选用泵送剂、高效外加剂和高性能外加剂，其中高性能外加剂的性能最为优异。
高性能混凝土中，矿粉、粉煤灰等量替代部分水泥用量，在强度上和普通混凝土不存在差异，而且因为矿粉的掺入，28天之后依然有着不小的强度增加，增强后期强度的增长。
粉煤灰掺入混凝土中，会使得混凝土具有良好的可泵性，而使得混凝土中水泥水化热降低，使得混凝土因干缩出现的裂缝减少。
1.高性能混凝土在超高层建筑施工中的应用分析高性能混凝土与普通混凝土相比，其优势十分明显。
因此，在超高层建筑施工中，十分受到青睐。
高性能混凝土在超高层建筑施工中的应用，它有助于提高超高层建筑结构的优化设计，使结构的形式更加合理，提高了超高层建筑的稳定性。
浅谈高性能混凝土在桥梁工程中应用
随 着 混 凝 土 技 术 的 进 步 ， 凝 土 结 构 混 工程 向 更 高 建 筑 、 大 跨 度 和 更 高 承 载 力 更 方 向发 展 ， 高性 能 混 凝 土 由 于 具 有 高 耐 久 性 、 强 度 和 高 体 积 稳 定 性 等 许 多 优 良特 高 性 ， 认 为 是 目前 全 世 界 性 能 最 为 全 面 的 被 混凝土 ， 至今 已在 不 少 重要 工程 中被 采 用 ， 特 别 是在 铁 路 桥 梁 、 路桥 梁 、 层 建 筑等 公 高 工程 中 显 示 出 其 独 特 的 优 越 性 ， 工 程 安 在 全 使 用期 、 济 合 理性 、 境 条 件 的 适 应性 经 环 等 方 面 产 生 了 明 显 的 效 益 ， 认 为 是 今 后 被 混凝土技术的发展方 向。
工 业 技 术
ＳＩ Ｃ ＆ＴＣＮＬＧ Ｃ ＮＥ ＥＨＯ ＯＹ． Ｅ
墨圆
浅 谈 高性 能 混 凝 土 在桥 梁 工 程 中应 用
李 继 勇 （ 中铁 十五 局集 团有 限公司 河南洛 阳 ４１１ ７ ０ ３） 摘 要： 高性 能混凝土是桥 栗建 筑 中不 可缺少的 重要物 质组成部 分 ， 是桥梁 充塞物 的主要物 质资 源， 也 对桥 栗的结 构构造 ， 固性 能． 稳 持 久性 能等具 有一定 的支撑作 用 。 高性能混 凝土 的运 用应该在 充分 了解其性 能要求 ， 制比率 等方 面的基 础上 ， 配 注重合 理的优化 组合 ， 以 此来 发挥其 最大 资源作 用优 势 ， 高桥 粱的建 筑 质量 。 提 关键词 ： 高性能混凝土 桥 栗 性能 中图分 类 号 ： ４ Ｕ４ ４ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： ７ －３ ９ （ ｏ １０ （ ） ｌ ３ １ １ ２ ７ １２ １ ） ｌｂ一０ —０ ６ ０
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19
钢桥的两个公认难题
解决钢桥面的开裂与铺装损坏的常规思路
常规 钢桥面
加大钢桥面厚度 ? 改进钢构造细节 ?
桥面铺装（50～75mm）
钢桥面板
无法从根本上解决问题！
20
超高性能混凝土组合结构解决钢桥难题
解决钢桥面疲劳裂纹和铺装易损坏的新思路 超高性能混凝土轻型组合桥面
磨耗层（15～30mm）
8
人行桥、铁路桥 顶棚、外墙等
应用与研究现状
桥名
Sherbrooke Pedestrian Bridge Bourg-Les-Valence Bridges Sunyudo (Peace) Footbridge Sakata-Mirai Footbridge Caland Bridge Sainte Pierre La Cour Bridge Shepherd's Creek bridge Mars Hill Bridge Torisaka River Bridge Gaertnerplatz Bridge Jakway Park Bridge Wild bridge 滦柏干渠大桥 马房大桥
加拿大 Sherbrooke桥
法国 Bourg-lès-Valence OA4 桥
2001年，世界上第一座 UHPC 公路桥--法国 OA4 公路桥
10
应用与研究现状
2006年，我国第一座 UHPC 桥梁--青藏铁路滦柏干渠大桥
青藏铁路滦柏干渠大桥
奥地利 WILD 桥
2010年，世界上第一座UHPC公路拱桥--奥地利 WILD 桥
3
超高性能混凝土定义
以RPC为基础的UHPC材料研究与应用，为当今水泥
基材料发展的主要方向！
4
超高性能混凝土定义
活性粉末混凝土RPC，是90年代中期法国Bouygues公司 Richard等人研制出的一种超高性能混凝土； 是近三十年来最具创新性的水泥基工程材料，实现工程材 料性能的大跨越！
板肋
球扁钢
正球扁钢
纵肋开口形式
原方案
球扁钢肋
板肋苹果开口
板肋圆弧开口
30
关键构造设计研究
接缝方案
传统直线接缝
异形钢板接缝
锯齿接缝
加粗钢筋接缝
斜向接缝
矩形接缝
31
疲劳性能研究
指标 疲劳细节1(MPa) 疲劳细节2(MPa)
原方案 56.0 ——
球扁钢 41.2 39.9
板肋 苹果形开口 32.7 17.9
一、超高性能混凝土简介 二、轻型组合桥面的应用与研究 三、轻型组合梁斜拉桥的应用与研究 四、 展 望
株洲枫溪大桥 湘潭昭华大桥 临岳高速洞庭湖大桥
15
2.1 超高性能混凝土组合结构解决钢桥难题
制约钢桥发展的最大技术瓶颈！
钢桥面 铺装极 易损坏
1400~2000元/m2 寿命仅5~10年
钢结构易 出现疲劳 开裂
钢-混凝土组合梁方案不合理；
德国学者Svensson认为组合梁斜拉桥经济跨径上限为600m； 悬索桥加劲梁自重完全由主缆承担，组合梁自重约为钢梁的 2倍，悬索桥采用组合梁并不经济。
44
超高性能混凝土组合结构解决组合梁桥难题
新一代 超高性能混凝土轻型组合梁
—解决传统组合梁自重过大、易开裂的难题
超高性能混凝土组合结构
在桥梁工程中的应用与展望
胡建华
北京 2015.09
1
主要内容
一、超高性能混凝土简介 二、轻型组合桥面的应用与研究
三、轻型组合梁斜拉桥的应用与研究
四、 展 望
2
1.1 超高性能混凝土定义
超高性能混凝土（ Ultra-High Performance Concrete），简称UHPC
主桥桥型：独塔自锚式悬索桥； 主桥跨径：44.76m+168m+228m +45m+44.68m；
钢 箱 梁：高 3.5m，宽 39.5m。
38
2.3 其他桥梁工程应用
工程应用—湘潭昭华大桥
磨耗层（15～30mm） UHPC薄层（40～60mm）
钢筋网
焊 球扁钢纵肋 钉
钢面板
顶板钢板12mm+UHPC层50 mm+磨耗层厚30 mm。
UHPC薄层（40～60mm） 钢筋网 焊 U 肋 钉
钢面板
顶板14mm钢板+UHPC层50 mm+沥青混凝土铺装厚50 mm。 UHPC 层内钢筋采用Φ10mmHRB400级钢筋。
栓钉尺寸 Φ13×40 mm，布置间距约300×250 mm 。
37
2.3 其他桥梁工程应用
工程应用—湘潭昭华ห้องสมุดไป่ตู้桥
桥址
加拿大 法国 韩国 日本 荷兰 法国 澳大利亚 美国 日本 德国 美国 奥地利 中国 中国
年份
1997 2001 2002 2002 2003 2005 2005 2006 2006 2007 2008 2010 2006 2011
跨径/m
60 22.5 120 50.2 19 15 33.5 45 36 15.6 70 20 64
活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete），简称RPC 注浆纤维混凝土（Slurry Impregnated Reinforced Concrete），简称SIFCON 压密配筋复合材料（Compacted Reinforced Composites），简称CRC
桥型
桁架梁人行桥 两跨连续梁公路桥 中承式拱桥人行桥 简支梁人行桥 钢桥面公路桥 简支梁公路桥 简支斜梁公路桥 简支梁公路桥 波纹钢腹板梁公路桥 空间桁架人行桥 三跨简支梁公路桥 上承式拱桥 低高度梁铁路桥 简支钢混组合梁 9
应用与研究现状
1997 年，世界上首个 UHPC 工程--加拿大Sherbrooke人行桥
有利于提高结构的抗震、抗疲劳性能；
和易性好
养护与维修简便。
13
1.3 超高性能混凝土组合结构解决桥梁难题
钢 桥 桥 面 超高性能混凝土轻型组合桥面
组合梁斜拉桥
超高性能混凝土轻型组合梁
充分利用UHPC优异的材料性能，与钢结构组合可形成
新型超高性能混凝土组合结构，从源头上解决桥梁工程难题！
14
主要内容
48
3.2.1 结构设计
桩长>100m
软土地基，减轻主梁自重非常重要！
49
结构设计
传统钢-混凝土组合梁： 桥面板平均厚31cm
UHPC层内钢筋采用Φ10mmHRB400级钢筋。
栓钉尺寸 Φ13×40 mm，布置间距约210×225mm 。
39
2.4 小 结
轻型组合桥面 主梁型式 纵肋形式 施工方式
钢桁梁
板肋
预制拼装
钢箱梁
U肋
工地现浇
钢箱梁
球扁钢
工地现浇
40
2.4 小 结
大幅度降低钢结构 疲劳开裂的风险；
解决钢桥面铺装 极易损坏的难题； 显著降低传统钢-混凝土组合 结构的自重； 基本可确保UHPC 桥面板不开裂。
2.1～8.2 8.5～19.2 ≤101.5 ≤93.4 ≤110.9 ≤123.6
27
全寿命静态投入对比
常规正交异性钢桥面方案 沥青铺装10年更换一次，百年内需换9次:
每次：1933.6m×30.5m× 1800元/m2=1.06亿
9×1.06亿=9.54亿
轻型组合桥面方案 磨耗层6年更换一次，百年内需换30.5次:
45
超高性能混凝土轻型组合梁的构思
用于梁式桥
磨耗层(8-40mm) UHPC板(80-140mm)
应用于连续梁的 超高性能混凝土轻型组合梁
46
超高性能混凝土轻型组合梁的构思
UHPC面板
钢 梁
钢横梁
应用于斜拉桥的 超高性能混凝土 轻型组合梁
47
3.2 在南益高速胜天大桥的应用与研究
胜天大桥为南益高速的控制性工程，桥位地处洞庭湖平原软基地区 主跨450m的双塔组合梁斜拉桥
传统的正交异性钢桥面
26
结构计算
结构应力分析对比
桥面钢板最大拉应力降低88 % 横梁最大主拉应力降低约60% 构件
UHPC 钢桥面板 吊点横梁 非吊点横梁 横肋 纵向加劲肋
正交异性钢桥面方案
—— 12.37～73.21 ≤255.95 ≤252.64 ≤119.74 ≤110.93
轻型组合桥面方案
UHPC薄层（40～60mm） 钢筋网 焊 钉
钢面板
常规 钢桥面
轻型组合桥面
21
超高性能混凝土轻型组合桥面优点
磨耗层(6～8年) UHPC层（100年）
钢筋网及焊钉
桥面铺装 钢面板
轻型组合桥面体系
常规钢桥面体系
有效提高了 桥面刚度，大幅降低 钢桥面应力，延长 抗疲劳寿命！ 可彻底解决 钢桥面铺装易损 难题！
20～50 2～5 30～40 0.12 1.3～2.1
RPC/普通
约4倍 约10倍 约1.2倍 约200倍 约20%
6
超高性能机理
骨料按最大密实度理论配置，以减少内部缺陷
掺加纤维以增加强度与韧性
毫米级骨料 微米级水泥等 亚微米级硅灰
7
1.2 应用与研究现状
材料配合比 已较为成熟 制备工艺 材料性质 力学性能 全面研究中 耐久性 桥梁工程 建筑工程 工程应用 市政工程 军事工程 公交站台、井盖 机场跑道等
每次：1933.6m×30.5m× 80元/m2= 471万
16×0.047亿=0.75亿
可节省：9.54-0.75= 8.79亿