斜拉桥钢-UHPC组合桥面分次浇筑接缝抗裂性能

作者:贺耀北*; 樊健生; 高泽亮; 崔剑峰; 李瑜
来源:中国公路学报, 2023, 36(09): 73-82.
DOI:10.19721/j.cnki.1001-7372.2023.09.006

摘要

因较好解决了钢桥面疲劳开裂和沥青铺装层易破损问题,钢-UHPC (Ultra-high Performance Concrete,超高性能混凝土)轻型组合桥面在新建斜拉桥中逐步推广;然而,宽幅钢-UHPC轻型组合桥面不可避免地涉及分次浇筑,接缝处钢纤维拉接作用失效,导致接缝抗裂强度显著下降。为了有效降低分次浇筑接缝处UHPC桥面与铺装层的病害风险,开展了多型UHPC接缝的抗裂性能试验与对比分析。采用多尺度有限元仿真分析斜拉桥的全过程受力状态,计算识别出宽幅钢-UHPC桥面在施工和运营阶段的高拉应力区域,据此制定了斜拉桥UHPC分次浇筑接缝的设置原则。设计了五型UHPC分次浇筑接缝供工程比选,包括加粗钢筋接缝、斜向接缝、锯齿接缝、矩形接缝和异形钢板接缝;含对照组,共制作了7组UHPC接缝试件开展直拉试验,根据测试得到的最大裂缝宽度-应力曲线进行了UHPC分次浇筑接缝的抗裂性能对比分析。分析表明:斜拉桥施工阶段的UHPC层高开裂风险区明显不同于运营阶段,施工体系转换将使得最大拉应力峰值达7.543 MPa,超过了传统凿毛接缝的初裂名义应力。试验表明:与整体浇筑试件相比,传统凿毛接缝抗裂性能最差,初裂名义应力降低幅值高达78%;加粗钢筋接缝与斜向接缝的抗裂性能相当,初裂名义应力降低幅值分别为34%与35%;锯齿接缝、矩形接缝与异形板接缝抗裂性能优越,初裂名义应力降低幅值最大仅为16%左右。综合考虑异形钢板接缝的抗裂性能与施工便利性,推荐为应用工程实施方案。

全文