NC-UHPC材料及其在桥梁工程中的应用-完整版

肖汝诚常温养护型UHPC材料及其在桥梁工程中的应用2018年10月

6.展望与结语2.NC-UHPC材料4.新工法

内容提要1.引言3.新结构5.工程应用Slide31、引言在古代东南亚的一些地区，存在利用藤条和竹子架设的人行桥中国古代也建造了很多结构和尺寸不一的石拱桥洋坑古木桥，朱元璋在此桥上走过古代的吊桥桥型？至今我们仍然只有四种桥梁基本类型。科学？结构理论？施工机械？古代工匠没有理论，凭经验和手工机械建造了桥梁甚至金字塔。材料？古代桥梁只能用木、石、藤、绳等天然建材；而现代桥梁采用钢和混凝土，这方面有别于古代桥梁。人类建桥已有几千年历史，是什么让现代桥梁有别于古代桥梁？Slide4正是混凝土和钢材的相继出现，改变了古桥格局1、引言更大更强复杂耐久Slide51、引言地震高烈度地区不良地质条件地区预制拼装技术快速施工技术快速修复技术超大跨度桥梁大型桥梁工程跨海桥梁工程需要轻质、超高强、耐久、耐腐蚀、耐疲劳性能优良的材料耐疲劳、耐腐蚀、可焊性好的钢材和具有性价比高的超高耐腐蚀、耐久性的混凝土材料可施工性能好、强度高、施工方便、早强型材料人类对桥梁性能要求的提高和建桥技术的发展，呼唤着建筑新材料的诞生重量轻，比强度高，韧性好Slide6纤维增强聚合物（FRP）以其轻质、超高强、耐腐蚀的优良性能变成一种颇具发展前途的新型材料。

从20世纪40年代起，各类轻质高强的高性能复核材料（CFRP、GFRP、AFRP）陆续出现。用FRP材料建造了各种桥梁构件，如斜拉桥拉索等。FRP材料

高强、轻质是未来混凝土的主要发展方向，可有效减轻结构自重，改善结构性能。

1980s丹麦发明第一代超高性能混凝土（UHPC），此后发展迅速，因其具有超高的力学性能、良好的的耐久性和韧性，已在工程中得到广泛应用。超高性能混凝土1、引言国外已开发出屈服强度960

MPa的高强度桥梁结构用钢,以及屈服强度690MPa

的耐候桥梁结构用钢1974

年日本大阪港大桥使用了超过6000

t

的700

和800(MPa)

级钢，瑞典48

号军用桥等用到S960QL

钢这些高强度钢的韧性、耐疲劳性、耐腐蚀性、可焊性等能满足需求高强度钢材建筑材料的新发展Slide7目前国内桥梁工程采用的主要是高温蒸养(ThermalSteamCuring)型UHPC(UltraHighPerformanceConcrete)1、引言在预制拼装连接、快速修复加固等诸多工程中一般只有常温养护条件因此瑞士等国家在过去二十年内一直致力于常温养护型(NormalCuring)UHPC（简称NC-UHPC）及其相关技术的研究这种材料因其优良的性能，可在结构、构件、连接中全面应用我国目前也已开展对于NC-UHPC的全面研究Slide81、引言同济大学UHPC创新团队近年来展开的主要研究课题包括：课题名称研究内容研究目的国家重点基础研究发展计划（973计划）:特大跨桥梁全寿命灾变控制与性能设计的基础研究课题三：多重作用耦合下结构性能衰变与全寿命设计（已经完成）UHPC组合桥面板的相关研究：在有限元分析基础上，设计并完成了新型预制式钢-UHPC组合桥面板结构与构造静力性能足尺模型试验研究。

探明钢-UHPC组合桥面板在正负弯矩下的受力特点、破坏机理，为预制拼装化施工奠定基础。新型预制式钢-UHPC组合桥面板结构与构造获得国家发明专利国家自然科学基金面上项目（51878494）：预应力超高性能混凝土梁抗剪破坏机理及承载力研究（刚刚开展）预应力UHPC梁抗剪研究：一、预应力UHPC梁剪切破坏全过程精细化数值模拟方法；二、UHPC梁抗剪承载力简化计算方法；三、预应力UHPC梁剪切破坏机理及其关键影响因素分析；四、提出预应力UHPC梁抗剪承载力计算公式。基础设计理论研究：建立一套计入关键参数、具有适当安全度的UHPC梁抗剪承载力计算公式。Slide91、引言同济团队近年来展开的主要研究课题包括：课题名称研究内容研究目的上海市科学技术委员会科研计划项目（17DZ1204200）:基于NC-UHPC的城市快速路网桥梁工程快速修复技术（中期考核）基于不同功能的NC-UHPC系列新材料研究：一、钢-UHPC组合桥面板收缩性能试验研究；二、UHPCπ形梁收缩性能实桥测试；三、UHPC预制π型梁静力性能试验研究；四、矩形钢筋混凝土梁薄层加固抗弯试验；五、新型预制式钢-UHPC组合桥面板结加构性能静力试验研究；六、预制空心板梁桥破损铺装加固试验研究；七、钢筋-UHPC锚固性能研究。根据研发的新材料特性和技术指标，提出针对不同桥梁类型/部位的各种病害形式的桥梁工程快速修复技术。上海市自然科学基金项目（16ZR1439000）:可更换式正交异性钢-UHPC组合桥面研究（中期考核）可更换式正交异性钢-UHPC组合桥面系列研究：一、可更换式正交异性钢-UHPC组合桥面数值模拟；二、可更换式正交异性钢-UHPC组合桥面模型试验；三、可更换式正交异性钢-UHPC组合桥面在大跨度桥梁中的应用研究。探明可更换式正交异性钢-UHPC组合桥面的受力特点、破坏模式、最优构造，验证其在大跨度桥梁中的适用性和经济性。今天的报告主要汇报我们NC-UHPC创新团队的研究内容和实践体会，意在抛砖引玉，以迎接中国桥梁新材料应用时代的到来。课题名称研究内容研究目的浙江省交通运输厅科技项目：基于UHPC的跨海桥梁工程性能提升技术研究（即将开始）UHPC在跨海桥梁工程中的应用研究：一、海洋环境UHPC材料指标体系及评价方法；二、UHPC桥梁湿接缝的合理构造形式与力学性能；三、中小跨径新型装配式UHPC梁式桥梁研究；四、UHPC施工工艺及装备；五、UHPC质量管控及技术。以舟山港主通道为依托，提升跨海桥梁工程力学性能、耐久性能、可施工性能和经济性能。中电建路桥集团有限公司科技项目：红河特大桥设计与施工关键技术研究（已经开始）UHPC收缩徐变对结构性能影响研究：一、通过模型试验研究UHPC材料在不同养护方案下对桥面板结构受力的影响；二、建立试验模型的精细化有限元模型并结合实测数据进行修正，建立UHPC收缩徐变对结构受力影响的理论分析方法。建立UHPC材料收缩徐变试验及理论分析方法，用以分析UHPC材料收缩、徐变对组合桥面板的不利影响。同济团队近年来展开的主要研究课题包括：1、引言6.展望与结语2.NC-UHPC材料4.新工法

内容提要1.引言3.新结构5.工程应用Slide122.材料2.1发展概述2.2

力学性能2.3工作性能2.4耐久性能2.5其它性能

介绍五方面内容钢筋屈服时，最大裂缝宽度在0.02~0.03mm之间裂缝宽度-应变曲线轴拉应力应变曲线Slide1321st1990s1980s1970sDesignspecifications（法国、瑞士）;Applications;

GermanResearchFoundation(DFG),“SustainableBuildingwithUHPC”,12Million€,2005-2012;

Europe,SAMARIS

andARCHES

projects(repairing);

Korea,“SuperBridge200”

(11Million$)

NorthAmerica:NA-WG,ACI,PCI,DHS,FHWA,MTO

ACICommittee239UHPC,2011ReactivePowderConcrete(RPC)byRichard(1995)

同时发表了专利和论文（活性粉末混凝土RPC技术源头）DuctalbyLarfarge(1998)(France)BSI、Ceracem、CEMTEC（非蒸养UHPC）

DensitandCRC(CompactReinforcedComposite)byProfBache(Denmark)SIFCON(SlurryInfiltratedFiberConcrete)byNaamanHighStrengthCementPaste:vacuummixing&lowporosity&highpressure&highheat;高强水泥基材料技术丹麦发明第一代UHPC产品法国发明活性粉末混凝土各国研究UHPC材料及其设计规范2.1发展概述UHPC国内外相关规范Slide14Slide14法国标准NFP18-470瑞士标准SIA2052日本指南(JSCE)GB/T31387活性粉末混凝土国标中国建筑材料协会标准（意见征求稿）应用分类结构类或非结构类（装饰性构件）新结构或现有结构修复、加固结构和结构性构件预制构件结构类或非结构类养护要求常温和3种热养护模式现浇工程常温养护&预制构件可蒸汽养护90℃高温养护48h70±5℃蒸养48h或72h90℃

蒸汽养护恒温48h抗拉性能应变软化、低应变强化、高应变强化U0、UA、UB，其中UA、UB为应变强化型，可用于结构初始开裂强度(弹性极限)超过4MPa，抗拉强度超过5MPa只有抗折强度UT05、UT07、UT10，其中UT07、UT10指标与瑞士规范中的UA、UB相同抗压强度结构类≥150MPa非结构类130~150MPa≥120MPa≥150MPa≥100MPa结构类≥150MPa非结构类≥130MPa标准内容2.1发展概述Slide152006年发布了高速公路UHPFRC（即UHPC）加固混凝土结构设计指南瑞士最早研究与实践了UHPC组合结构技术，并通过欧洲联合研究项目SAMARIS和ARCHES在欧洲国家推广应用2016年颁布了UHPC设计规范（特别针对组合结构桥梁）主要针对常温养护型UHPC的设计规范2.1发展概述Slide162018年发布的“UHPC类材料特性与性能”研究报告美国联邦公路管理局于2018年发布了“UHPC类材料特性与性能”研究报告，对不同类型UHPC材料特性与性能的研究成果进行了总结。2.1发展概述给出UHPC材料定义包括以下特点：水灰比小于0.25；抗压强度大于150MPa；裂后抗拉强度大于5MPa等。在美国桥梁建设中的运用逐年递增，分为：预制构件连接；

基于UHPC的桥梁修复；

全UHPC构件。0）材料制备原理：多元粉体最紧密堆积优化设计三元粉体最紧密堆积密度分布图5050组配合比不同粒径范围的三元粉体材料体系多元粉体最优化设计纳米尺寸三元微米尺寸三元毫米尺寸三元常温养护、高流动度的UHPC2.2力学性能下文试验和工程实例除特别注明外，都是由本研究团队研发的NC-UHPC材料Slide18相同抗弯承载力的构件截面示意112kg/m530kg/m467kg/m140kg/m工字钢钢筋混凝土结构预应力钢筋混凝土结构UHPCNC-UHPC材料具备超高强度、超高韧性、超高耐久性能以及良好施工性能的新品种水泥基结构工程材料。2.2力学性能Slide191）抗压强度发展曲线NC-UHPC抗压强度-龄期发展曲线NC-UHPC强度发展率-龄期发展曲线3天强度达到28天强度的80%（100mm立方体）2.2

力学性能Slide202）轴拉性能钢筋屈服应变0.2%C50混凝土轴拉应力应变曲线NC-UHPC轴拉应力应变曲线极限拉应变0.42%材料特性高应变强化UHPCC50比值轴拉极限应变0.42%0.012%35.5轴拉极限应力12.2MPa2.3MPa5.32.2

力学性能Slide212）轴拉性能：裂缝宽度控制能力钢筋屈服时，最大裂缝宽度在0.02~0.03mm之间NC-UHPC轴拉特性：又刚又韧（弹性模量高&拉伸应变=4200微应变）钢筋屈服之前，最大裂纹宽度仅为0.02~0.03mm0.1mm裂缝宽度在7天左右即可实现裂缝自愈合裂缝宽度-应变曲线轴拉应力应变曲线普通钢筋混凝土允许裂缝宽度0.2mm2.2

力学性能轴拉应变(%)0天7天14天0.1mm宽度裂缝自愈合演化过程可视裂缝宽度0.05mmSlide22与其他类型UHPC材料裂缝控制的对比4.试验结果w=0.05/mm𝜺=0.2%高应变强化UHPC（TENACAL®）10.30.02512.20.4211.00.02低应变强化UHPC9.10.0209.60.18.90.1应变软化

UHPC8.00.0187.80.047.10.5Types

应变强化段的极限应变对应的裂缝宽度接近0.05mm因此轴拉极限应变是考察UHPC抗裂能力的重要指标ABABAB2.2

力学性能2）轴拉性能：Slide23应变软化型UHPC应变强化型UHPC声发射损伤点分布图声发射损伤点分布图轴拉应力-应变曲线轴拉应力-应变曲线2.2

力学性能2）轴拉性能：Slide24拉伸损伤演化过程2.2

力学性能2）轴拉性能：Slide25高应变强化UHPC与预应力混凝土对比说明高应变强化UHPC抗裂性能优于预应力混凝土

2.2

力学性能2）轴拉性能：Slide263）轴拉带裂纹状态的抗渗性能混凝土C50NC-UHPC状态无荷载无荷载拉伸变形为2000微应变（最大裂缝宽度0.027mm）气渗系数0.03384*0.000960.01447抗气渗能力135.25倍2.34倍*注：小于0.1即为verygood等级（最高等级）NC-UHPC轴拉试件C50试件2.2

力学性能说明高应变强化UHPC在带裂纹状态下的抗渗性能优于不开裂的C50混凝土

Slide27

相关的研究成果2.2

力学性能3）轴拉带裂纹状态的抗渗性能Slide284）收缩特性

自由收缩试验和约束收缩试验试验名称试验标准试验地点0-2天NC-UHPC自由收缩试验GB/T50082-2009上海市建筑科学研究院3-28天NC-UHPC自由收缩试验GB/T50082-2009上海市建筑科学研究院NC-UHPC圆环约束收缩试验ASTMC1581同济大学早期0-2天NC-UHPC自由收缩试验（非接触法）后期3-28天NC-UHPC自由收缩试验（接触法）同济大学超高性能水泥基材料实验室湿度50%，温度23℃2.2

力学性能Slide29材料参照标准试件尺寸28天收缩值/με拉法基Ductal®

JS1000[1]ASTMC157-08（标准养护）76.2mm×76.2mm×279.4mmN.A.拉法基Ductal®

JS1000RS[1]-520.0TENACAL®UA-1GB/T50082-2009100mm×100mm×515mm-323.9表1以24h为起点自由收缩试验结果对比4）收缩特性2.2

力学性能[1]M.K.Swenty,B.A.Graybeal.Materialcharacterizationoffield-castconnectiongrouts,FinalReport.FederalHighwayAdministration(FHWA),2013.FHWA关于湿接缝材料研究报告Slide30Ductal®JS1000摘自美国FHWA报告：FHWA-HRT-13-041Ductal®JS1000RS2.2

力学性能钢板的压缩应变没有出现明显台阶，是与Ductal产品的主要区别。TENACAL®

UA-1美国ASTMC1581圆环约束试验4）收缩特性Slide312.2

力学性能4）收缩特性

钢筋屈服时，最大裂缝宽度在0.02~0.03mm之间裂缝宽度-应变曲线轴拉应力应变曲线TENACAL®

UA-1对12.5mm钢板的压缩应变在28天稳定在60微应变左右Slide325）钢筋锚固性能（三个独立机构研究成果）2.2

力学性能上海市政院上海理工大学同济大学Slide33NC-UHPC试验一NC-UHPC试验二NC-UHPC试验三NC-UHPC与钢筋的充分锚固长度为4D;无滑移锚固长度为7.5D;工程应用采用10D搭接长度，安全可靠结论2.2

力学性能5）钢筋锚固性能Slide34为了检验能否满足簿层加固要求上层10cm厚普通混凝土板，表面不经过任何处理下层支模，然后从侧面灌注5cm厚NC-UHPC钻芯取样6）与混凝土界面粘结性能2.2

力学性能Slide35NC-UHPC混凝土组合结构加载试验后：界面粘结完好6）与混凝土界面粘结性能试件切割界面粘结完好混凝土NC-UHPC钻芯取样做界面抗拉实验试验表明，先有普通混凝土再浇NC-UHPC，组合结构界面粘结完好2.2

力学性能36主要力学性能汇总表混凝土类型

Concrete

TypeNC-UHPCNormal

ConcreteUHPC/Normal

Concrete抗压强度

Compressive

Strength（MPa）120~23030~604

times轴拉强度

Tensile

Strength（MPa）8~151~35

times拉伸应变

Tensile

Strain2000~8000100~20020~40

times弹性模量

Elastic

Modulus（GPa）40~6030~401.4

times气渗系数InfiltrationCoefficient0.000960.0338435times收缩Shrinkage（με）2502001.25times锚固长度AnchorageLength（d）4~1025~401/4氯离子扩散系数

Chloride

Ion

Diffusion

Coefficient（m2/s）<0.01×10-11>1×10-111/1002.2力学性能Slide37优异的灌注性能灌注管道：内径38mm线下足尺试验2.3工作性能NC-UHPC具备自流平、自密实工作性能，纤维在UHPC基体内可均匀分散新拌状态硬化状态Slide382.4耐久性能氯离子扩散系数Chloridediffusioncoefficient

碳化深度carbonationdepth钢筋锈蚀速率reinforcementcorrosionrate氧气渗透性Oxygenpermeability抗冻等级

frostresistantgrade1/1001/101101001/301/401/251/10700次冻融循环动弹模损失几乎为零NC-UHPC各项耐久性参数与C60高性能混凝土的对比

C60高性能混凝土2.5其他性能Slide402.5其他性能Slide41在桥梁工程中的应用的TENACAL序号内容效果1梁侧面及底部加固灌注型（T180）提高使用水平；提高极限承载力；提升耐久性。2桥面加固早强型（E80）修复铺装、提高使用水平；加强横向传力；提高刚度及极限承载力；提高防水性能、耐久性能。常规型（T150）3伸缩缝、连续缝早强型（E80）变形能力强；与钢筋锚固强，协同受力性能好；抗冲击性能优异；提高防水性能、大幅提高使用寿命。常规型（T150）4湿接缝早强型（E80）与钢筋锚固强，接缝宽度小；接缝钢筋不用焊接；缩短工期。常规型（T150、T180-D）5钢桥面UA解决钢桥面疲劳及铺装损坏问题。6桥墩加固灌注型（T180）与原结构粘结性能好；提高使用水平；提高极限承载力；提升耐久性；提高抗震性能。6.展望与结语2.NC-UHPC材料4.新工法

内容提要1.引言3.新结构5.工程应用Slide433.新结构3.1预制构件3.2连接3.3结构介绍三方面内容Page443.1预制构件UHPC预制梁UHPC预制桥面板UHPC预制下部结构材料的变化会带来截面形式、尺度等的巨变，美学上可以更加美观，纤细。45（1）整片梁预制，现场浇筑纵缝预制UHPCI形梁，π形梁，倒T形梁，上面设置普通混凝土桥面板，形成RC-UHPC组合梁，普通混凝土桥面板可有多种施工方法。预制UHPCπ形梁、T形梁（桥面用材较多，纵缝连接问题，应用少）3.1.1UHPC预制梁预制UHPC梁可以大大减小构件重量，提高构件耐久性，在地质条件差或地震高烈度地区使用，经济性能好。试件A横截面图试件B横截面图A试件为NC-UHPC裸梁，下马蹄张拉预应力束；B试件上翼缘浇筑普通混凝土，形成NC-UHPC组合梁，下马蹄张拉预应力束。试验概况：对NC-UHPCπ型梁进行足尺模型试验，进行抗弯和抗剪加载，研究NC-UHPCπ型梁的抗弯和抗剪承载能力、变形、裂缝开展情况以及破坏模式。3.1.1UHPC预制梁同济大学开展了NC-UHPCπ型梁的试验研究Slide473.1.1UHPC预制梁纯UHPC梁带0.15m厚混凝土铺装UHPC梁纯UHPC梁带0.15m厚混凝土铺装UHPC梁模型工况加载弯矩（kN·m）裂缝宽度（mm）跨中位移（mm）纯UHPC梁正常使用极限状态组合1900-27承载能力极限状态组合28300.1952实际破坏4620-262砼-UHPC组合梁正常使用极限状态组合1900-20承载能力极限状态组合28300.1639实际破坏5232-233足尺试验梁研究：抗弯试验Slide483.1.1UHPC预制梁纯UHPC梁纯UHPC梁：达到抗剪设计极限承载力1049kN，最大裂缝宽度0.22mm

。

砼-UHPC组合梁：加载至1020kN，最大裂缝宽度0.18mm

。加载点间纯弯段刚好开裂，多条裂缝散布于梁长方向，宽度约0.04mm。

主应力斜裂缝形态与计算吻合！带0.15m厚混凝土铺装UHPC梁纯UHPC梁带0.15m厚混凝土铺装UHPC梁足尺试验梁研究：抗剪试验作为国家自然科学基金项目，将对预应力UHPC梁抗剪破坏机理及承载力展开进一步研究！49预应力UHPC工字型节段连接梁采用UHPC(150MPa)，工厂加工制作，大幅缩短工期。

工厂加工制作标准模板间的结合模块，制作时可按需求调节梁的长度。采用高强UHPC(170MPa)制作结合模块，提高结合部的结构强度。制作出高品质的

MatchCasting接触面（2）节段预制，现场张拉预应力3.1.1UHPC预制梁标准模型1次张拉固定端2次(3次)

张拉固定端1次张拉钢绞线2次张拉钢绞线(+无粘结预应力筋）3.1.1UHPC预制梁适用于大跨度的等截面UHPC梁桥，方便运输，性能好。51（3）预制UHPC箱梁单箱单室，单向预应力，UHPC连续箱梁顶板采用华夫板结构形式3.1.1UHPC预制梁Page523.1预制构件UHPC预制梁UHPC预制桥面板UHPC预制下部结构材料的变化会带来截面形式、尺度等的巨变，美学上可以更加美观，纤细。533.1.2UHPC预制桥面板UHPC华夫板(平均厚度16cm)UHPC板(8~14cm)(1)UHPC华夫桥面板减小桥面板的重量，提高桥面板的刚度可以与钢梁组合，形成钢与UHPC组合梁54特点：重量轻、强度高，耐久性好纵缝要有特殊构造(2)钢-UHPCπ形组合梁3.1.2UHPC预制桥面板55(3)预制式钢-UHPC正交异性组合桥面钢顶板四周焊接竖向钢板，形成“盒子”钢板通过剪力钉、PBL剪力键与UHPC相连，必要时加预应力标准单元间通过标准件连接3.1.2UHPC预制桥面板该产品已获得国家发明专利评价指标力学性能可施工性耐久性经济指标研发流程试设计模型试验示范工程实桥检验设计规范标准图集同济大学在973项目等支持下，开展了NC-UHPC-OSD系列研究，目的是提高施工性能，解决构件可更换性问题下面介绍同济大学的两个典型试设计和模型试验研究模型尺寸：6x2m剪力钉构造：@300*300mm钢筋网片构造：D12@100*100mm试验一(3)预制式钢-UHPC正交异性组合桥面3.1.2UHPC预制桥面板Slide57试验一首先采用静力加载测试钢桥面板中应力分布，再铺设NC-UHPC铺装层，测试钢板中的应力幅值改变情况再进行500万次疲劳试验和极限承载力试验，进一步了解正交异性钢桥面板在该铺装层下的疲劳性能进一步加载考察其后期极限承载力3.1.2UHPC预制桥面板Slide58模型制作过程：3.1.2UHPC预制桥面板Slide59铺设前层顶板中应力分布理论值与实测值铺设后顶板中应力分布理论值与实测值通过500万次疲劳试验，并未发现正交异性钢桥面板中出现疲劳裂纹经过500万次疲劳试验后，NC-UHPC铺装层与钢板之间有脱空现象，说明粘结力已经失效，此时主要靠顶板中的焊钉传递剪力。试验荷载1600kN时最大位移：150mm,l/27顶板中峰值应力可以降低80%左右试验与有限元分析对比，可以看出采用完全理想无滑移接触模拟的有限元模型与试验中的极限承载力相匹配试验结果：3.1.2UHPC预制桥面板Slide60试验试设计可更换桥面单元和连接构造，最大单元为梁一个节段桥面板进行数值选型优化，寻找最佳匹配和连接构造进行连接构造、静力和疲劳荷载试验验证3.1.2UHPC预制桥面板试验

负弯矩实验中加载达到设计荷载后，未出现裂缝，

钢桥面板与NC-UHPC粘结完好。与试验一吻合。

加劲肋先于桥面板屈服，NC-UHPC出现细微可

控裂缝，桥面板与NC-UHPC粘结完好，结构具有很好的延性350300250200150100500-1

9

192939495969798999109119129139149159荷载（kN）位移（mm）负弯矩试验荷载-位移曲线两个试验结果表明：NC-UHPC-OSD组合板桥面板整体刚度大，钢结构中，峰值应力大大降低，抗疲劳性能良好加载位移曲线满足理想无滑移接触的有限元模型结构在极限荷载作用下表现出很好的延性采用标准模块连接的NC-UHPC-OSD组合板，连接处在负弯矩作用下工作性能良好，极限荷载作用下可能出现加劲肋屈服破坏对NC-UHPC-OSD，应该进行匹配性优化，以提高其经济性能Slide613.1.2UHPC预制桥面板Page623.1预制构件UHPC预制梁UHPC预制桥面板UHPC预制下部结构材料的变化会带来截面形式、尺度等的巨变，美学上可以更加美观，纤细。63预制UHPC套箱(3)预制UHPC护筒、套箱3.1.3UHPC预制下部结构预制UHPC护筒除了ABC桥墩，承台，作为项目子课题，还研究了两种纯UHPC构件Slide643.新结构3.1预制构件3.2连接3.3结构介绍三方面内容Page653.2连接施工过程中，需要早强抢工期的所有连接材料，需要高强度的区域和局部构造（锚固块），均可以利用UHPC进行连接。桥面湿接缝桥墩竖向连接特殊场合复杂受力节点连接Slide66传统桥面连接方式:现浇湿接缝连接缺点：环形钢筋构造复杂、现场焊接量大湿接缝混凝土养护时间长湿接缝变成薄弱环节，容易开裂漏水(1)桥面湿接缝Slide66高钢筋锚固强度（4d即可实现钢筋充分锚固）高钢筋锚固长度为30~35d才能实现钢筋充分锚固简化设计：接缝钢筋平直布置即可加速施工：取消钢筋焊接；接缝宽度大幅缩短，大幅减少湿作业；短时间内接缝性能达到设计要求安全耐久：相比于传统湿接缝，拥有更高的强度、耐久性、长期疲劳性能、杜绝渗漏。NC-UHPC湿接缝技术优点:NC-UHPC湿接缝技术宽度不到250mm3.2连接高强早强（28d大于150MPa、3d大于100MPa）；高钢筋锚固强度（4d即可实现钢筋充分锚固）；高流动性（初始扩展度大于700mm，1小时扩展度大于550mm）Slide67验证NC-UHPC连接性能：静力试验：极限承载能力，纯弯试验，与同尺寸整体浇注构件进行比较疲劳试验：验证疲劳性能，按最不利活载应力水平，200万次往复加载对比板件：整体浇筑板和NC-UHPC湿接缝板进行对比试验(1)桥面湿接缝3.2连接NC-UHPC桥面板湿接缝实验研究整体现浇板NC-UHPC湿接缝板Slide68纯弯试验：四点加载，接缝及两侧一定范围受到相同的弯矩。试验不同的钢筋搭接长度和钢筋间距。(1)桥面湿接缝3.2连接Slide69疲劳加载疲劳试验：四点加载，往复加载200万次。城A标准车换算。接缝NC-UHPC强度150MPa（40*40*160mm试件

），钢筋搭接长度200mm，间距75mm。(1)桥面湿接缝3.2连接Slide70编号类型参数（mm）C50龄期UHPC龄期开裂荷载极限荷载1母材强度组C50整体浇筑；无接缝0；钢筋通长，间距150mm14/555302250mm接缝75mm间距TENACAL湿接缝长度250；钢筋搭接长度200，间距75157606303150mm接缝75mm间距TENACAL湿接缝长度150；钢筋搭接长度100，间距755917706504200万次疲劳试验后（250mm）TENACAL湿接缝长度250；钢筋搭接长度200，间距751046265630(1)桥面湿接缝3.2连接结论：（1）应用NC-UHPC湿接缝的试验组，其构件承载力比母材组的强度提高≥17%；（2）经200万次疲劳试验后（城A重车换算），在NC-UHPC与母材结合面处产生细微裂缝，但裂缝并未随着疲劳次数的增加而明显发展；（3）疲劳试验后的纯弯静载试验结果表明，构件在破坏阶段的变形能力和极限承载力并未降低。Slide71立柱与承台接缝灌注口立柱与盖梁接缝灌注口立柱与盖梁接头灌注完毕施工完毕3.2连接(2)桥墩竖向连接Slide72灌注管道：内径38mm线下足尺试验(2)桥墩竖向连接工艺试验3.2连接73Types

K预制拼装桥墩切割上表面切割下表面将UHPC用作预制拼装桥墩的连接材料，在水平往复加载作用下，构件破坏模式为非连接段的受弯破坏。拟静力试验后UHPC锚固块完整，钢筋在UHPC中充分锚固无滑移拟静力试验3.2连接(2)桥墩竖向连接Slide743.2连接(3)复杂受力节点加固后在三维应力区和复杂的应力节点，使用UHPC的材料，可以充分利用材料性能。Slide75

南浦大桥W3上匝道因其他项目需求，需缩短170米。采用了“降8拆6”的施工方案，即“依次降低8跨桥墩高度、同时拆除6跨桥墩”。该方案的关键技术是将桥梁墩柱截除一段后（降低高度），上下柱子如何“安全、可靠、快速”地重新连接，犹如外科医生的“接骨”手术。降高拆除3.2连接(4)特殊场合Slide76桥墩截断-降高将桥墩高度按设计降低一定高度，然后绑扎连接上下部桥墩钢筋、支模，采用NC-UHPC进行连接。浇筑UHPC并养护施工完成后3.2连接(4)特殊场合Slide773.新结构3.1预制构件3.2连接3.3结构介绍三方面内容Slide783.3结构Slide78梁桥拱桥斜拉桥新材料的应用，必然导致桥梁结构体系出现新的变化。缆索承重桥桥塔Slide793.3.1梁桥结构Slide7920世纪30年代，预应力混凝土和高强度钢材相继出现，为梁桥带来发展机遇。

1994年在挪威建造的法罗德2号桥，主跨跨径260m，是目前世界上跨径最大的预应力混凝土连续梁桥。

2006年我国在重庆修建的石板坡长江大桥，将连续刚构桥的跨径记录刷新到330米。“索辅梁桥”的应用，拓展了梁桥的应用范围，如2013年底建成的重庆东水门桥，主跨445m。？大跨度梁桥有混凝土开裂，跨中下挠的问题，UHPC能否做性价比更好的梁桥？Slide803.3.1梁桥结构Slide801、UHPC梁及其组合结构形成UHPC及其和普通混凝土或钢的组合结构，充分利用材料性能，降低自重？答案是肯定的Slide812017年12月2日，全国首座预制π型UHPC梁桥在上海袁家河桥架梁成功，包含7片预制梁，采用常温养护，单片梁22米长，2.5米宽，顶板最薄处仅5公分，自重30吨。3.3.1梁桥结构Slide823.3.1梁桥结构Slide822、全UHPC箱梁桥超大跨径单向预应力UHPC箱梁桥新体系广东省交通运输厅科技项目减小箱梁板件尺寸，降低自重。设置密集横隔板，布置体外预应力。湖南大学等单位负责研究Slide833.3.1梁桥结构Slide83超大跨径单向预应力UHPC箱梁桥新体系广东省交通运输厅科技项目桥面板局部受力试验腹板抗剪性能系列试验扭转畸变效应试验接缝设计及模型试验体外预应力锚固构造形式研究体系构造合理新结构优点：1.自重大幅降低，跨度可以更大；2.解决大跨度PC梁桥主跨下挠和梁体开裂的难题；3.提高耐久性，降低后期维护费用低。3.3.1梁桥结构全UHPC梁桥结构3.3.1梁桥结构全UHPC梁桥结构可以做出跨度更大、更经济、更耐久的梁桥新结构，考虑桥梁全寿命成本，在300~500m桥跨范围，形成对斜拉桥、悬索桥等其他桥型方案的强有力竞争。Slide863.3结构Slide86梁桥拱桥斜拉桥缆索承重桥桥塔新材料的应用，必然导致桥梁结构体系出现新的变化。Slide873.3.2拱桥结构Slide87现代拱桥在技术进步的同时，跨度不断增大，是桥型竞争的需求。拱桥是以受压为主的结构，所以多以受压性能好，性价比高的材料建造。

1997年建成的重庆万州长江大桥采用劲性骨架施工。桥梁全长约820m，主拱420m，矢高67m。2003年建成的卢浦大桥为中承式变高度钢箱拱桥，跨径组合l00m+550m+100m。2012年9月合龙的泸州合江长江一桥主桥为钢管混凝土中承式拱桥，全长529.1m，净跨径500m，净矢跨比1/4.5。Slide883.3.2拱桥结构Slide88现有拱桥最大跨度在500m-600m之间，限制拱桥跨径继续增大的因素？稳定性？刚度？强度？以钢管混凝土拱桥为例拼装拱肋钢管节段钢管合龙灌注混凝土钢管先于混凝土承压，混凝土材料强度限制了钢材的工作范围和结构最大跨径Slide893.3.2拱桥结构Slide89薄钢板UHPC拱桥用UHPC材料的性能，可以创造出新的拱桥形式。用薄钢板作为施工模板，方便UHPC材料的浇筑。发挥UHPC高强特性，减轻自重，允许钢板进入屈服。大大提高耐久性，提高生命周期，降低养护费用。也可以采用全UHPC拱，预制构件，现场拼装。为此，我们已经申请了拱桥预制构件连接构造的专利。12903.3.2拱桥结构奥地利Wild桥(2010)，主跨70m根据试设计，拱桥跨度可至千米级韩国和平人行桥(2002)，主跨为120m该桥总长154m，矢高18m。主拱由2根单箱单室拱肋组成，拱肋间采用横系梁连接。该桥结构细巧、造型优美，与风景区峡谷环境非常协调.该桥由6个预制后张预应力的节段组成，截面高1.3m，是世界上已建成的跨径最大的UHPC拱桥。Slide913.3结构Slide91梁桥拱桥斜拉桥缆索承重桥桥塔新材料的应用，必然导致桥梁结构体系出现新的变化。3.3.3斜拉桥结构Slide9220世纪50年代后，兴起了斜拉桥的建设热潮。结构体系逐渐由稀索体系过渡到密索体系，高强度平行钢丝索得到普及应用。

1993年建成的主跨602m中国上海杨浦大桥，两侧边孔243m，时为世界最大跨径组合梁斜拉桥。2018年建成世界最大跨径组合梁斜拉桥，英国Forth海湾3桥，主跨2*650m2008年苏通大桥建成通车，其采用双塔双索面钢箱梁斜拉桥，主跨1088m。2012俄罗斯RusskyIsland桥建成通车，其主跨1104m，为世界最大跨径斜拉桥。1991建成的主跨530m的挪威SkansundetBridge,梁高2.15m,宽13.00m，是世界最大跨径混凝土梁斜拉桥。Slide933.3.3斜拉桥结构Slide93为什么混凝土斜拉桥世界纪录530m至今未破？全断面UHPC梁斜拉桥跨度增大主梁轴力主梁截面加大加大加大梁重索力竖向分力下降加大桥塔基础水平分力经济性能加大加大下降梁重是关键可以有效增大其合理跨径Slide943.3.3斜拉桥结构Slide94全断面UHPC梁斜拉桥的关键问题是选择什么样的主梁形式来充分发挥材料性能标准

刚性断面标准柔性断面全断面UHPC梁斜拉桥的主梁采用刚性还是柔性断面形式好？全断面UHPC梁斜拉桥的主梁节段之间的连接问题也十分关键，已申请相关专利Slide953.3.3斜拉桥结构Slide95目前，组合梁斜拉桥主跨的世界纪录是650m，是什么限制了其发展？还是重量钢-UHPC华夫板组合梁UHPC华夫板利用UHPC制作华夫板，与钢形成组合结构。UHPC华夫板弯曲和轴向刚度大，有利于承担斜拉桥主梁轴力而不失稳；第二体系承载能力强；自重小，降低组合梁重量，可增大跨度；提高结构耐久性和经济性。如何提高钢-UHPC组合梁中UHPC板的受力分配，仍然是提高其经济性能的关键Slide963.3.3斜拉桥结构Slide96钢-UHPC轻型组合梁将UHPC与正交异性钢桥面板组合，解决疲劳、开裂问题。UHPC层不仅作为钢桥面板的铺装层，同时还作为结构层，其组合参与作用能大幅减小钢桥面板的应力，改变了传统钢桥面板的受力行为。相比华夫板结构，更轻，跨度可以更大。用UHPC可以降低主梁重量，大幅提高斜拉桥的受力性能和耐久性，将UHPC梁斜拉桥的合理跨径提升至千米级别。Page97捷克Labe河桥（2015），跨径156m3.3.3斜拉桥结构根据试设计，斜拉桥桥合理跨度可达千米级Slide983.3结构Slide98梁桥拱桥斜拉桥缆索承重桥桥塔新材料的应用，必然导致桥梁结构体系出现新的变化。Slide993.3.4缆索承重桥桥塔Slide99缆索承重桥主要是斜拉桥、悬索桥及其协作体系。缆索承重桥桥型和体系的改变，主要表现在桥塔上。缆索承重桥结构遇到的主要问题包括结构刚度问题，风致稳定问题和强度、耐久问题。都可以通过桥塔及其与主梁的连接方式来解决其问题，但是有时会引出其它问题。UHPC材料可以在解决缆索承重桥桥塔问题时发挥重要作用。Slide1003.3.4缆索承重桥桥塔Slide100利用UHPC材料和传统材料的组合，可以有效解决缆索承重桥梁中桥塔的受力问题，提高结构经济性、耐久性。增大结构纵向变形能力；防止桥塔开裂，提高耐久性。减轻桥塔重量，提高抗震能力，减小基础工程拉索锚固区，可以防止开裂；缆索承重桥桥塔通过使用UHPC材料面临的问题及采取的应对措施固结内力抗震可靠性塔身纵向开裂柔性下塔柱（超高韧性水泥基复合材料）抗风稳定性空间四肢A字型高性能粉煤灰混凝土中塔柱塔、梁、墩固结体系锚固区环向开裂超高性能混凝土上塔柱高性能桥塔新体系目前，已经研究了利用高配筋高收缩UHPC材料加固斜拉桥锚固区的问题并申请了专利。其它应用研究在进行中。6.展望与结语2.NC-UHPC材料4.新工法

内容提要1.引言3.新结构5.工程应用Page102UHPC材料具有独特性能。为此其结构的施工工法与传统方法会产生差异4.基于UHPC材料性能的新工法早强，抗压强度高收缩量比较大，受拉时应变强化UHPC自身粘接性能差与混凝土界面粘接性能好与钢结构(钢筋)粘结性能好具备自流平工作性能各项耐久性参数好Page103早强，抗压强度高收缩量比较大，受拉时应变强化UHPC自身粘接性能差4.基于UHPC材料性能的新工法与混凝土界面粘接性能好与钢结构(钢筋)粘结性能好力学性能具备自流平工作性能各项耐久性参数好施工性能耐久性能Page104早强，抗压强度高4.基于UHPC材料性能的新工法早强型NC-UHPC：4小时立方体强度达到45MPa以上，28天强度达到90MPa以上。用于预制构件的接缝连接，大大加快施工进度。在大车流量交通下，如要进行桥梁换梁工程，可以利用UHPC材料的早强特性，通过现浇UHPC湿接缝，实现快速施工，以减少维修对交通的影响。Page1054.基于UHPC材料性能的新工法某斜拉桥施工过程中，为了节约时间采用三节段循环张拉施工方案单节段工效（天）总周期（天）开始日期结束日期桥吊占用周期（天）考虑不确定因素30天调整前194452017/6/152018/9/23202018/10/7调整后113022017/7/232018/5/202052018/6/24出现了桥面板斜裂缝！用于组合梁斜拉桥湿接缝施工，可以解决抢工期度台风的问题4.基于UHPC材料性能的新工法建立实体有限元模型进行施工过程仿真分析在梁段二第一次张拉和第二次张拉过程中出现了较大的拉应力梁段一梁段二梁段一梁段二如果利用UHPC进行湿接缝连接，按单节段拼装，就可以避免这种开裂，而且节约工期。基于UHPC早强，抗压强度高的性能，开发新工法，进行构件连接，实现快速施工！富翅门大桥UHPC湿接缝Slide107Slide107主梁立面图和平面图4.基于UHPC材料性能的新工法Slide108Slide108组合梁斜拉桥主梁湿接缝应用UHPC优点：湿接缝构造尺寸小，现场浇筑方量少UHPC早期强度高、大幅节约工期（一天强度达到80MPa）接缝处结构受力性能优于母体，更安全耐久，少维护UHPC4.基于UHPC材料性能的新工法Slide109Slide109富翅门大桥组合梁湿接缝UHPC材料应用方案咨询会专家组意见：1．XXX大桥所处环境特殊，施工安全风险较大，为提高工程品质，鉴于超高性能混凝土（UHPC）材料性能良好，有利于提高工程耐久性、降低海上高空作业施工风险，原则上赞同在富翅门大桥结合梁湿接缝部位应用UHPC。2.建议针对本项目特点进一步完善施工工艺、质量控制技术要求。采用UHPC进行悬臂吊装斜拉桥湿接缝施工，每节梁段施工周期可从采用传统混凝土所需的13天缩短为7.5天，效率提高42%。4.基于UHPC材料性能的新工法Slide110Slide110UHPC搅拌机（1方机）UHPC坍落扩展度试验4.基于UHPC材料性能的新工法Slide111Slide1114.基于UHPC材料性能的新工法富翅门大桥UHPC湿接缝：施工功效Slide112Slide112悬臂吊装斜拉桥每节梁段施工采用传统混凝土和UHPC功效对比见下表：序号工序传统混凝土作业时间（天）采用UHPC作业时间（天）1吊装、定位0.50.52精调、焊接、检测、斜拉索一次张拉、湿接缝模板安装333湿接缝钢筋绑扎、混凝土浇筑114混凝土等强

*71.55预应力张拉0.50.56压浆、桥面提升架前移、斜拉索二次张拉11

小计137.5注：混凝土等强条件为抗压强度大于60MPa，弹性模量大于30GPa（实测指标：UHPC的36小时强度平均为91.9MPa）Page113早强，抗压强度高收缩量比较大，受拉时应变强化UHPC自身粘接性能差4.基于UHPC材料性能的新工法与混凝土界面粘接性能好与钢结构(钢筋)粘结性能好力学性能具备自流平工作性能各项耐久性参数好施工性能耐久性能Page114收缩量比较大，受拉时应变强化4.基于UHPC材料性能的新工法UHPC有效收缩则处于60-324𝛍𝛆之间，远大于普通混凝土；而UHPC自身受拉段应变强化，不会因收缩开裂。利用UHPC收缩量大性能，形成“天然”预应力，进行构件加固、修复。在桥塔锚固区，利用UHPC材料性能进行加固。主研自然科学基金项目：斜拉桥混凝土索塔开裂机理及生命周期抗裂性能研究当桥塔拉索锚固区出现裂缝时如何进行修复？凿除桥塔开裂位置表面混凝土，露出钢筋布置纵向、横向钢筋，搭建UHPC浇筑模板浇筑UHPC，利用UHPC收缩性能形成环向预应力利用UHPC收缩量大、与钢筋、普通混凝土粘结性能好等特点，有效对拉索锚固开裂区进行修复基于UHPC收缩量大、受拉应变强化的性能，形成损伤构件环向加固新工法！(已申请专利)Page115早强，抗压强度高收缩量比较大，受拉时应变强化UHPC自身粘接性能差4.基于UHPC材料性能的新工法与混凝土界面粘接性能好与钢结构(钢筋)粘结性能好力学性能具备自流平工作性能各项耐久性参数好施工性能耐久性能Page116混凝土界面粘性能好4.基于UHPC材料性能的新工法试验表明，先有普通混凝土再浇NC-UHPC，组合结构界面粘结完好。应用：当桥梁发生病害，利用UHPC进行薄层加固。凿毛原结构表面混凝土，现浇UHPC进行修复加固利用UHPC加固基于NC-UHPC与普通混凝土粘结性好的特点，形成损伤桥梁薄层修复成套工法！Page1174.基于UHPC材料性能的新工法与钢结构(钢筋)粘结、锚固性能好UHPC与钢结构粘结性能好，钢筋无滑移锚固长度为7.5倍钢筋直径。应用一：利用UHPC充分锚固搭接钢筋，形成UHPC湿接缝新工法。普通混凝土湿接缝缺点：1.环形钢筋构造复杂、现场焊接量大2.湿接缝混凝土养护时间长3.湿接缝变成薄弱环节，容易开裂漏水高钢筋锚固强度；高强早强；高流动性，纤维可均匀扩散；NC-UHPC湿接缝技术宽度不到250mm，大幅简化设计，加速施工，同时保证结构更加安全耐久。利用UHPC材料性能Page118早强，抗压强度高收缩量比较大，受拉时应变强化UHPC自身粘接性能差4.基于UHPC材料性能的新工法与混凝土界面粘接性能好与钢结构(钢筋)粘结性能好力学性能具备自流平工作性能各项耐久性参数好施工性能耐久性能Page119三塔组合梁斜拉桥,跨径600m主梁为Steel-UHPC组合梁4.基于UHPC材料性能的新工法UHPC材料由于纤维的不连续性导致自身粘接性能差相比于与普通混凝土的粘结性能，后浇UHPC与原UHPC自身粘结性能较差。以南京长江五桥为例当预制UHPC构件需要连接时，需要针对性研发新工法。于2017年4月1日开工建设桥面板已经开始工厂预制Slide120工厂化生产，提高制作精度；标准化整块预制，减少湿接缝数量；UHPC桥面板施工特点传统组合梁斜拉桥按照小纵梁、纵梁、中横梁划分桥面板单元，利用剪力钉与钢结构进行连接。UHPC材料由于纤维的不连续性，需要减少湿接缝4.基于UHPC材料性能的新工法预制桥面板直接连接钢结构，在施工现场，将传统湿接缝的浇筑转变为钢结构的连接；Slide121工厂化生产，提高制作精度；标准化整块预制，减少湿接缝数量；UHPC桥面板施工特点4.基于UHPC材料性能的新工法Slide122通过“凸”齿块构造，保证接缝受力安全；保证在拉力作用下的连接安全，可靠！UHPC桥面板施工特点4.基于UHPC材料性能的新工法低温环境下怎么办？下雨、刮风中断施工？重视UHPC材料的特点，尽早研究相应的施工设备！Page1234.基于UHPC材料性能的新工法应用二：利用钢结构连接UHPC，形成钢-UHPC组合连接，避免UHPC自身粘结性能差的缺点。可以利用薄钢板形成施工平台，现场灌注UHPC；也可以形成UHPC-钢组合连接，节段拼装施工；UHPC拱桥的施工方法？形成UHPC-钢混合结构及其对应施工方法；工厂预制UHPC及钢节段，现场利用法兰盘或者焊接拼装施工，大大加快施工进度；相比薄钢板UHPC结构，施工速度更快，施工方法更加便捷。UHPC材料由于纤维的不连续性导致自身粘接性能差Page1244.基于UHPC材料性能的新工法无论是刚性UHPC主梁断面或柔性UHPC主梁断面，施工过程中主梁的连接都是控制性技术；UHPC自身粘结性能差，如何进行悬臂拼装施工？全断面UHPC主梁斜拉桥预制UHPC梁的合理接头，避免UHPC自身粘结性能差的缺点，利用钢结构进行连接；工厂预制，施工精度高，施工速度快；形成UHPC-钢混合主梁斜拉桥新结构及其对应施工方法。就UHPC-钢组合连接机理及关键构造，同济大学正在展开进一步研究。UHPC材料由于纤维的不连续性导致自身粘接性能差Page125早强，抗压强度高收缩量比较大，受拉时应变强化UHPC自身粘接性能差4.基于UHPC材料性能的新工法与混凝土界面粘接性能好与钢结构(钢筋)粘结性能好力学性能具备自流平工作性能各项耐久性参数好施工性能耐久性能Page126具备自流平工作性能4.基于UHPC材料性能的新工法UHPC具备自流平工作性能，纤维可在UHPC基体内可均匀分散。灌注管道：内径38mm预制墩柱、盖梁，预留粗钢筋及波纹管，现浇灌注UHPC，实现桥梁快速施工基于NC-UHPC自流平等优秀的工作性能，灌注材料连接桥梁预制构件，保证工程质量，满足受力要求，实现快速施工！Page127早强，抗压强度高收缩量比较大，受拉时应变强化UHPC自身粘接性能差4.基于UHPC材料性能的新工法与混凝土界面粘接性能好与钢结构(钢筋)粘结性能好力学性能具备自流平工作性能各项耐久性参数好施工性能耐久性能Page128耐久性参数好4.基于UHPC材料性能的新工法UHPC各项耐久性参数(氯离子扩散、碳化、氧气渗透、抗冻等)，相比普通混凝土均有大幅提高。在沿海地区、高寒地区等恶劣工作环境之下，利用UHPC提高结构寿命周期。利用UHPC材料良好的耐久性能，形成UHPC组合结构新工法，大幅提高结构寿命，减少养护费用，降低全寿命周期造价！可以利用UHPC对普通混凝土形成外包层，提高结构抗碳化、抗氯离子侵蚀等性能。对于桥梁接缝等抵抗环境作用的最不利环节，可以选择UHPC材料。6.展望与结语2.NC-UHPC材料4.新工法

内容提要1.引言3.新结构5.工程应用5.1技术路线NC--UHPC在桥梁工程应用的解决方案材料层面构件层面结构层面梁桥拱桥斜拉桥悬索桥混凝土/钢梁桥组合梁桥全断面UHPC梁桥UHPC+RC组合梁桥钢+UHPC组合梁桥评价指标UHPC-钢组合桥面力学性能可施工性耐久性经济指标研发流程试设计模型试验示范工程实桥检验设计规范标准图集……UHPC-钢组合梁预制装配构件连接桥面湿接缝桥墩竖向连接钢混过渡段复杂受力节点……目的：降低造价，提高寿命，方便施工范围：新桥建设，旧桥加固Slide1315.

工程应用NC-UHPC的实际工程应用预制构件加固连接结构Slide132预制UHPC桥面板标准长度为11.3米，宽约6.9米，厚17厘米，重约40吨，全桥共计494块，混凝土6569立方米。5.

工程应用Case1：

南京长江五桥桥面板预制构件Slide133南京长江五桥采用自动化智能化标准化生产线预制UHPC桥面板：通过操控室控制数字化自动搅拌机进行混凝土搅拌、运送、振捣、整平、覆膜。5.

工程应用Slide134南京长江五桥采用自动化智能化标准化生产线预制UHPC桥面板：通过操控室控制数字化自动搅拌机进行混凝土搅拌、运送、振捣、整平、覆膜。5.

工程应用Slide1355.

工程应用NC-UHPC的实际工程应用预制构件加固连接结构Slide136先简支后连续预制小箱梁结构小箱梁湿接缝构造形式沪奉高速公路S3全长42Km。公路主要采用预制装配式小箱梁结构。业主单位：上海城投公路投资(集团)有限公司设计单位：上海市政工程设计研究总院有限公司施工单位：上海建工集团（四建）&中铁五局UHPC湿接缝施工结束半年后，外观良好，无开裂、渗漏现象。用试验验证了NC-UHPC湿接缝强度和疲劳性能可靠连接

Case2：上海S3高架工程湿接缝连接5.

工程应用137Case3：宁波机场路南延工程一体化搅拌车比人工作业效率高5.

工程应用Slide138工程特点简介老桥：小铰缝空心板新桥：湿接缝空心板高速公路，大流量重载交通换梁施工采用半幅内封交且不中断交通，减少桥梁维修施工对交通的影响本次换梁时间只有57小时。业主单位：上海城投/公路投资集团设计单位：上海市政规划设计研究院施工单位：上海浦江桥隧运营管理有限公司鉴于本项目特点，湿接缝采用早强型NC-UHPC材料进行浇筑。超高超强：4小时立方体强度达到45MPa以上，可以满足养护4小时开放交通的硬性要求；超高钢筋锚固性能：仅需4小时即可达到C50的28天钢筋锚固强度，直接取消钢筋焊接工序；自流平工作性能：可迅速填充湿接缝模板，浇筑施工快速、便捷。连接Case4：S36亭枫高速界河桥快速换梁工程5.

工程应用Slide139桥墩竖向连接立柱与承台接缝灌注口立柱与盖梁接缝灌注口立柱与盖梁接头灌注完毕施工完毕上海嘉闵高架的试验段立柱与承台、盖梁的连接Case55.

工程应用Slide1405.

工程应用NC-UHPC的实际工程应用预制构件加固连接结构Slide141上海袁家河桥结构Case6：工程简介2017年