浅议超高性能混凝土在桥梁工程中的应用

刘涛

摘 要：与一般性的混凝土相对比而言，超高性能混凝土在力学特性与耐久性方面更有优势。目前，超高性能混凝土已经在土木结构建筑中得到大规模的普与应用。本文简要介绍了超高性能混凝土的材料特性以及其制备技术，并浅析该混凝土在拱桥、桁架桥、装配式桥梁等方桥梁工程中的应用。

关键词：超高性能混凝土 桥梁工程 应用

中图分类号：U44 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）01（a）-0060-02

超高性能混凝土是一类新型化的水泥基复合材料，与一般性的混凝土材料相对比而言，其在抗拉、抗压、耐磨、耐腐蚀、阻裂、抗冻等方面均有着更加突出的优势价值。本文浅析超高性能混凝土的材料特性与制备技术，并系统论述超高性能混凝土在拱桥、桁架桥、装配式桥梁等方桥梁工程中的应用方案，希望能为桥梁建设工程提供一些有价值的参考。

1 超高性能混凝土的材料特性与制备技术

1.1 材料特性

目前，国家已经对混凝土的力学特性与其他性能开展了大量的研究工作，并取得了一定的研究成果。在具体试验过程中所选用的制备材料自身差异、配合比差异、养护条件差异等因素都将会对最终的试验结果产生一定的影响，而且，超高性能混凝土材料所体现出的特性则基本一致。下表1为超高性能混凝土和一般性混凝土、高性能混凝土的特性比较。

1.2 制备技术

开展超高性能混凝土的制备工作所依据的原理是：提升组分细度及活性，取除其中的粗骨料，确保材料当中的缺陷能够降至最低，以确保能够获得更大的强度及良好的耐久性能，同时通过添加钢纤维来促使超高性能混凝土材料能够具备更加优异的韧性及抗拉性能。基于上述原理介绍，开展超高性能混凝土材料的制备技术应满足以下两项要求。

（1）改进材料配合比，将粒径大小超过1mm的粗骨料去除，以提升超高性能混凝土性能；提升堆积密度的重要价值即体现在减小超高性能混凝土的孔隙率，为实现这一目标，便需制备出优异的颗粒级配，确保材料颗粒能够达到更高的密实度。

（2）选用和活性组分具有较高相溶性的高效减水剂。水胶比对于材料强度将会产生较大的影响，因而应当尽可能选用合理化的高效减水剂，在确保材料性能的前提下减小水胶比。

2 超高性能混凝土的性能及技术指标

2.1 性能

（1）桥梁工程本身对于混凝土的强度要求较高，也是其质量的影響要素之一。超高性能混凝土在抗拉强度、抗压强度方面都有较好的体现，一方面可以有效提升其承载能力，据试验表明可提升至一倍之多；另一方面是减少了原料与重量，提高了其使用价值。

（2）超高性能混凝土的耐久性与其他高强度混凝土相比，可以有效地使混凝土面的人为劣化、自然老化得到延缓，而且其耐酸腐蚀性能较高，对于撞击的抵御能力也较强，所以，其使用寿命也较长。

（3）在对混凝土质量做出判断时，其中的一项标准即为坍落度判定，从高性能混凝土结构看，其强度大，耐久性强，说明其中的水泥浆体与粗骨料间的粘力也强，振捣时不易发生破坏，而且其中的稳定性、均匀性两大特征很显然地将离析现象进行了预防，因此，它的坍落度较大，成型后较密实、均匀。

2.2 主要技术指标

在配制强度方面，它的公式是：0≥fcu，R+1.645e。（fcu，R表示混凝土立方体抗压强度标准值，单位为MPa；0指混凝土配制强度，单位为MPa；e指混凝土强度标准差，单位为MPa）。

另外，混凝土和易性包含流动性、黏聚性、保水性，国内检测方法达不到其三性全面检测，因而从其坍落度这一指标着手，指对新拌混凝土质量控制，可以反映出其和易性，其值应偏大，范围通常在20～24cm，规定要求为出机至浇灌时段内，不能使其坍落度损失范围>2cm，2min后其扩展度值应大于等于500mm×500mm，这主要是为了确保其高流态得到有效保证。

3 超高性能混凝土在桥梁工程中的应用

3.1 应用于拱桥

某人行拱桥住跨度133m，截面高1.35m，宽4.2m，翼缘板厚3.1cm，通过张拉横向预应力连接。腹板厚15.7cm，预留纵向预应力孔隙。全桥共分为7块19cm长节段，采用张拉预应力连接。

主拱圈为主要承重部位，且承担弯矩。和一般性混凝土122m上承拱相对比而言，超高性能混凝土的主要承重拱圈仅有0.66倍，且厚度更小，抗压强度更大，具备有十分显著的抗拉效果，有着十分优异的性能特征。

3.2 应用于装配式桥梁

考虑到超高性能混凝土材料所具备的巨大优势特性，桥梁工程建设已经开始全面采用超高性能混凝土材料施工，特别是在装配式桥梁建设工作中。与一般混凝土材料相对比而言，超高性能混凝土板的厚度仅有其1/3，外观更加美观，且纤薄的形态也可方便于吊装施工，良好的耐久性也能够延长桥梁工程的使用寿命。

4 结语

综上所述，超高性能混凝土材料具备有十分优异的力学特性以及良好的耐久性特征，能够确保桥梁结构达到更长跨径且构件尺寸也更小，在被应用于桥梁工程施工中有着具有操作方便、工期短、环境污染小等显著优势价值，同时其优异的耐久性能也能够延长桥梁工程的使用寿命。相信随着对于超高性能混凝土相关研究工作的持续深入，相关技术标准也将会得到进一步的完善与规范，其必将会在桥梁工程施工中得到越来越广泛的应用。

参考文献

[1] 丁沙，张国志，游新鹏，等.现浇超高性能混凝土在桥梁工程中的应用[J].施工技术，2016，45（17）：64-66.