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高性能混凝土橋梁

08-22 12:03:54  瀏覽次數:757次  欄目:道路工程
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高性能混凝土橋梁 


美國從1987年開始了一項“戰略公路研究計劃”(簡稱SHRP),由聯邦公路管理署負責實施,許多科研機構、大學和州交通部以及加拿大有關機構參與。該計劃主要目標之一是研究、評價和推廣高性能混凝土(簡稱HPC)在公路橋梁中的應用。HPC是伴隨著混凝土的技術進步,在20世紀80年代中期形成的新概念,高性能主要以混凝土的高工作性、高強度和高耐久性為特征,從而區別于傳統的普通混凝土。HPC吸引人們去研究與應用的原因在于:針對結構所要求的耐久性與力學性能來設計混凝土,科學地選擇組成材料與配合比,再通過良好地生產、澆搗和養護質量控制,獲得所要求的高性能。 

HPC技術的發展與應用以北歐與北美為先導,很快在全球范圍內展開,目前已在大量工程中應用,包括許多橋梁,如丹麥的大貝爾特海峽大橋、丹麥與瑞典之間的歐上海峽大橋、加拿大聯盟大橋、香港青馬大橋等等,這些跨海橋梁的設計使用壽命均在100年以上。 

1、高性能混凝土的特性 

高性能混凝土根據耐久性與強度兩方面要求,來選擇確定混凝土組成材料和配合比。與普通混凝土相比,HPC在組成與配合比方面有如下特點: 

(1)使用礦物摻和料; 

(2)低水膠比; 

(3)最大骨料粒徑小; 

(4)高效減水劑與水泥的相容性好。 

2、高性能混凝土橋梁的經濟性 

美國SHRP計劃中,研究發展HPC公路橋梁的重要內容之一,是在設計中充分利用HPC較高的強度,從以下幾方面降低建橋成本: 

(1)增大橋梁跨徑,以減少下部結構; 

(2)增大大梁間距,以減少梁的數量; 

(3)減小構件截面尺寸,以降低混凝土體積。 

在其HPC“演示項目”中,進行了許多這方面的嘗試,預應力大梁普遍采用強度等級為10 000psi(相當于立方試件強度等級C80)的HPC,HPC橋梁的造價基本能與普通混凝土橋梁持平。例如,在德克薩斯州采用HPC建造的Louetta公路跨線橋,為3跨U型梁結構,跨徑為37~41.3m,南北線橋梁的造價分別為248美元/m2和269美元/m2。當地同一項目的12座普通強度混凝土U型梁橋梁的造價在226~290美元/m2。San Angelo橋梁項目,東線橋采用HPC,造價為452美元/m2;西線橋采用普通混凝土,造價是484美元/m2。 

目前,在世界范圍,高性能混凝土的研究在深入,應用在擴展。北歐國家如挪威、瑞典,橋梁基本都采用HPC建造,目前對橋梁混凝土除高耐久與高強要求外,又增加了輕質的要求,因為橋梁上部結構使用輕質HPC(容重約1.9t/m3),橋梁自重減輕了,可以降低橋梁下部結構的成本,輕質高強(56~74MPa)HPC已經成功地在挪威一些工程中應用。美國、加拿大在SHRP計劃的研究與應用基礎上,正在大力宣傳和推廣應用HPC建設橋梁。有理由相信,高性能混凝土將獲得越來越廣泛的應用,并且會成為21世紀橋梁建設的優選工程材料。 

摘自《公路》2000.6

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