大跨度預應力NSC-UHPC混合連續箱梁橋研究

曹赟干 ， 張 陽

(1.湖南省交通規劃勘察設計院有限公司, 能力 湖南 長沙 410200； 2.湖南大學 風工程與橋梁工程湖南省重點實驗室， 湖南 長沙 410082)

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梁體開裂與主跨過度下撓是大跨預應力混凝土(PC)梁橋的兩大病害，并且普遍存在，嚴重威脅結構安全運營和耐久性，至今無法有效解決，已經成為制約此類橋梁建設的主要技術瓶頸[1-3]。研究表明，大跨PC梁橋開裂和下撓的根本原因在于主梁自重過大、常規混凝土(NSC)材料抗拉強度低和徐變效應無法避免[4-5]。對于連續梁橋，減輕跨中區段自重對減小大跨PC梁橋結構內力、增大跨越能力最為有效。現有2座主跨超過300m的梁橋便是跨中區段采用了輕型化措施：挪威Stolma橋(主跨301m)采用了182m輕質陶粒混凝土箱梁、重慶石板坡長江大橋復線橋(主跨330m)采用了108m鋼箱梁[6]。由于輕質陶粒混凝土性能不夠突出，并且自重減輕有限(約降低20%左右)，Stolma橋運營3年后出現92mm的下撓[7]。石板坡復線橋跨中梁段自重降低約75%，且鋼箱梁材料強度高、無徐變問題，效果明顯，橋梁運營后未見開裂和下撓的相關報道。但是，鋼箱梁存在著鋼材銹蝕防腐、鋼橋面疲勞開裂和鋪裝層易破損等耐久性問題，因此全壽命周期成本較高。

采用高性能、高強度材料是未來橋梁發展的主要方向[8]。超高性能混凝土UHPC(Ultra High Performance Concrete)具有高模量、高抗壓和抗拉強度、超韌、耐久性好、徐變較小等優點[9]，因此在橋梁領域的應用越來越廣泛。工程實踐表明[10-11]：UHPC能進一步減小構件幾何尺寸、減輕自重、提高結構抵抗荷載的有效性和增大結構跨越能力。……