淺議超高性能混凝土在橋梁工程中的應用

劉濤

摘 要：與一般性的混凝土相對比而言，超高性能混凝土在力學特性與耐久性方面更有優勢。目前，超高性能混凝土已經在土木結構建筑中得到大規模的普與應用。本文簡要介紹了超高性能混凝土的材料特性以及其制備技術，并淺析該混凝土在拱橋、桁架橋、裝配式橋梁等方橋梁工程中的應用。

關鍵詞：超高性能混凝土 橋梁工程 應用

中圖分類號：U44 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）01（a）-0060-02

超高性能混凝土是一類新型化的水泥基復合材料，與一般性的混凝土材料相對比而言，其在抗拉、抗壓、耐磨、耐腐蝕、阻裂、抗凍等方面均有著更加突出的優勢價值。本文淺析超高性能混凝土的材料特性與制備技術，并系統論述超高性能混凝土在拱橋、桁架橋、裝配式橋梁等方橋梁工程中的應用方案，希望能為橋梁建設工程提供一些有價值的參考。

1 超高性能混凝土的材料特性與制備技術

1.1 材料特性

目前，國家已經對混凝土的力學特性與其他性能開展了大量的研究工作，并取得了一定的研究成果。在具體試驗過程中所選用的制備材料自身差異、配合比差異、養護條件差異等因素都將會對最終的試驗結果產生一定的影響，而且，超高性能混凝土材料所體現出的特性則基本一致。下表1為超高性能混凝土和一般性混凝土、高性能混凝土的特性比較。

1.2 制備技術

開展超高性能混凝土的制備工作所依據的原理是：提升組分細度及活性，取除其中的粗骨料，確保材料當中的缺陷能夠降至最低，以確保能夠獲得更大的強度及良好的耐久性能，同時通過添加鋼纖維來促使超高性能混凝土材料能夠具備更加優異的韌性及抗拉性能。基于上述原理介紹，開展超高性能混凝土材料的制備技術應滿足以下兩項要求。

（1）改進材料配合比，將粒徑大小超過1mm的粗骨料去除，以提升超高性能混凝土性能；提升堆積密度的重要價值即體現在減小超高性能混凝土的孔隙率，為實現這一目標，便需制備出優異的顆粒級配，確保材料顆粒能夠達到更高的密實度。

（2）選用和活性組分具有較高相溶性的高效減水劑。水膠比對于材料強度將會產生較大的影響，因而應當盡可能選用合理化的高效減水劑，在確保材料性能的前提下減小水膠比。

2 超高性能混凝土的性能及技術指標

2.1 性能

（1）橋梁工程本身對于混凝土的強度要求較高，也是其質量的影響要素之一。超高性能混凝土在抗拉強度、抗壓強度方面都有較好的體現，一方面可以有效提升其承載能力，據試驗表明可提升至一倍之多；另一方面是減少了原料與重量，提高了其使用價值。

（2）超高性能混凝土的耐久性與其他高強度混凝土相比，可以有效地使混凝土面的人為劣化、自然老化得到延緩，而且其耐酸腐蝕性能較高，對于撞擊的抵御能力也較強，所以，其使用壽命也較長。

（3）在對混凝土質量做出判斷時，其中的一項標準即為坍落度判定，從高性能混凝土結構看，其強度大，耐久性強，說明其中的水泥漿體與粗骨料間的粘力也強，振搗時不易發生破壞，而且其中的穩定性、均勻性兩大特征很顯然地將離析現象進行了預防，因此，它的坍落度較大，成型后較密實、均勻。

2.2 主要技術指標

在配制強度方面，它的公式是：0≥fcu，R+1.645e。（fcu，R表示混凝土立方體抗壓強度標準值，單位為MPa；0指混凝土配制強度，單位為MPa；e指混凝土強度標準差，單位為MPa）。

另外，混凝土和易性包含流動性、黏聚性、保水性，國內檢測方法達不到其三性全面檢測，因而從其坍落度這一指標著手，指對新拌混凝土質量控制，可以反映出其和易性，其值應偏大，范圍通常在20～24cm，規定要求為出機至澆灌時段內，不能使其坍落度損失范圍>2cm，2min后其擴展度值應大于等于500mm×500mm，這主要是為了確保其高流態得到有效保證。

3 超高性能混凝土在橋梁工程中的應用

3.1 應用于拱橋

某人行拱橋住跨度133m，截面高1.35m，寬4.2m，翼緣板厚3.1cm，通過張拉橫向預應力連接。腹板厚15.7cm，預留縱向預應力孔隙。全橋共分為7塊19cm長節段，采用張拉預應力連接。

主拱圈為主要承重部位，且承擔彎矩。和一般性混凝土122m上承拱相對比而言，超高性能混凝土的主要承重拱圈僅有0.66倍，且厚度更小，抗壓強度更大，具備有十分顯著的抗拉效果，有著十分優異的性能特征。

3.2 應用于裝配式橋梁

考慮到超高性能混凝土材料所具備的巨大優勢特性，橋梁工程建設已經開始全面采用超高性能混凝土材料施工，特別是在裝配式橋梁建設工作中。與一般混凝土材料相對比而言，超高性能混凝土板的厚度僅有其1/3，外觀更加美觀，且纖薄的形態也可方便于吊裝施工，良好的耐久性也能夠延長橋梁工程的使用壽命。

4 結語

綜上所述，超高性能混凝土材料具備有十分優異的力學特性以及良好的耐久性特征，能夠確保橋梁結構達到更長跨徑且構件尺寸也更小，在被應用于橋梁工程施工中有著具有操作方便、工期短、環境污染小等顯著優勢價值，同時其優異的耐久性能也能夠延長橋梁工程的使用壽命。相信隨著對于超高性能混凝土相關研究工作的持續深入，相關技術標準也將會得到進一步的完善與規范，其必將會在橋梁工程施工中得到越來越廣泛的應用。

參考文獻

[1] 丁沙，張國志，游新鵬，等.現澆超高性能混凝土在橋梁工程中的應用[J].施工技術，2016，45（17）：64-66.