超高性能混凝土

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1、概述超高性能混凝土（UHPC）比传统的混凝土提供更高的抗压强度和抗拉强度。由于UHPC较高的强度、刚度，耐久性,使其便于在桥梁上使用。然而，一个缺点是，面板和梁的连接区域一般要有一个较厚的截面来确保适当的剪切连接，这使得甲板上的UHPC不能更薄，更轻。此外，抗剪栓钉剪力连接件嵌入在UHPC板中对强度的影响与传统的混凝土板并不相同。我们通过15个推测试探讨论一个栓钉剪切连接键嵌入在UHPC面板的情况。我们测试了相对栓钉的极限强度极其相对滑移，并选择这些测试参数，以证明一个更薄的板的可行性。我们研究栓钉的长细比，纵横比以及栓钉顶部的覆盖厚度以证实eurocode-4AA

2、SHTOLRFD设计规范中提到的UHPC面板的几何约束的存在。由试验得出，在不用损失栓钉的剪切强度情况下，其纵横比由4减少到3.1。覆盖厚度可以50毫米减少到25毫米而不引起在UHPC裂缝厚板.然而，在所有情况下，都没有达到6毫米的延展性需求。因此，在UHPC板中栓钉剪力连接件设计应按照弹性设计规范。1.介绍超高性能混凝土（UHPC）是一种先进的由高强度基体和纤维组成的复合材料。与传统的混凝土相比，它提供了优越的抗压强度（>150MPa）和拉伸强度（>5MPa）以及更高的弹性模量（>40GPA）。它通常是由波特兰水泥，硅灰，填料，细集料，高效减水剂，水和钢纤维组成。

3、UHPC正在越来越广泛地应用到各种民用基础设施。特别是，许多调查发现，由于其较高的强度，刚度和耐久性，它确实适用于桥梁组件，如梁，板和连接节点。有研究调查了UHPC作为一个面板组件的作用。saleem等，开发了一个较薄的UHPC板系统以替代一个网格式钢面板。coreslab结构公司开发的华夫饼形状的UHPC面板，安装在雪松溪、瓦佩洛县，爱荷华的桥上。我们研究了结构的表现，并提出了一个设计这个面板系统的包括连接部分的指南。通过努力，我们开发了由FRP梁顶加上一层UHPC材料进行组合的组合梁。陈和埃尔阿查用9.5-mm直径的玻璃纤维增强（GFRP）栓钉连接由空心箱体组成

4、并覆盖了53毫米厚的UHPC层的FRP梁。Nguyen等人。开发了上覆预制UHPC板的FRP工字梁组成的组合梁，其中板采用了M16螺栓作为剪力连接器以及环氧树脂材料。UHPC板50毫米厚，而螺栓嵌入深度为35毫米，导致螺栓顶部只有15毫米。螺柱长细比为2.2。这个顶部的厚度和纵横比不满足设计规范要求的50毫米和比列值4。UHPC桥面板的可以比传统的混凝土桥面有一个更小的横截面。然而，连接了板和钢梁的连接区域厚度应该比传统条件下的厚度要厚，以确保该剪切连接器可以正确安装和嵌入在在面板中，来符合现有的设计规范。例如，以前开发的两个UHPC节点厚度分别为127毫米的厚度（

5、5英寸）和203毫米（8英寸），这不低于混凝土桥面的厚度。UHPC板最小的厚度为32毫米（1.25英寸），63.5毫米（2.5英寸），而剪切连接需要一个足够厚的UHPC板；这不利于降低自重和板的厚度。本研究探讨嵌入在不同厚度UHPC板上的螺栓剪力连接件的结构反应，证实了设计规范的有效性。自1960以来，由于复合结构的结构强度高，其已被广泛应用。这种结构通常由一个钢梁和混凝土板通过适当的剪力连接件，如角、槽钢、双头和穿孔的肋，通过合适的剪力连接件传递剪切力的混凝土桥面。由于其简单和快速的安装，双头螺栓是最常用的。使用螺柱焊枪和优越的延展性使双头螺栓比其他剪切连接器更方

6、便。ollgaard等人的早期的实验工作对螺栓剪切连接器的静力强度进行了评估。他们发现一种螺栓剪切连接器的静力强度由两个控制不同的失效机理决定：1.周围的混凝土压碎破坏，这与混凝土的抗压强度相关。。2.螺杆剪断破坏，这与螺杆的极限抗拉强度有关。这个两种不同的控制机制间较小的值为螺栓的剪切强度设计值。定义剪切连接件的静力强度计算公式为抵抗力因子，，取为0.85。静力抗剪设计强度公式为其中分项系数，，为1.25，纵横比因子，α，取决于螺栓的长细比，取为不同的规范给予了不同的抗力和分项系数。然而，他们与式子的左边相似。（1）和（2）考虑混凝土的开裂破碎以及混凝土强度，和弹

7、性模量而不是指其力学性质。（1）和（2）又考虑了螺杆的破坏，同样与混凝土的力学性能无关。混凝土抗压强度低或适中时，混凝土破裂失效为主导因素。当强度高时，螺杆拉断为主要的破坏形式。混凝土抗压强度为30-40兆帕时为两种破坏形式的临界值。考虑到超高性能混凝土的抗压强度超过150兆帕，螺栓拉断的形式显然总是控制螺柱剪力连接件的静力强度的因素。ollgaard等人，报道他们的试样混凝土强度为18和35兆帕。现有的螺柱剪力连接件设计规范的有效性需要被证实，因为UHPC极大的提高了混凝土强度。UHPC板必须尽可能薄，以减少重量和施工成本，因而相关的几何约束是另一个重要的问题