高性能混凝土桥梁

高性能混凝土桥梁 


美国从1987年开始了一项“战略公路研究计划”(简称SHRP)，由联邦公路管理署负责实施，许多科研机构、大学和州TRANBBS交通部以及加拿大有关机构参与。该计划主要目标之一是研究、评价和推广高性能混凝土(简称HPC)在公路桥梁中的应用。HPC是伴随着混凝土的TRANBBS技术进步，在20世纪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、高强度和高耐久性为特征，从而区别于传统的普通混凝土。HPC吸引人们去研究与应用的原因在于：针对结构所要求的耐久性与力学性能来TRANBBS设计混凝土，科学地选择组成材料与配合比，再通过良好地生产、浇捣和养护质量控制，获得所要求的高性能。 

HPC技术的发展与应用以北欧与北美为先导，很快在全球范围内展开，目前已在大量工程中应用，包括许多桥梁，如丹麦的大贝尔特海峡大桥、丹麦与瑞典之间的欧上海峡大桥、加拿大联盟大桥、香港青马大桥等等，这些跨海桥梁的设计使用寿命均在100年以上。 

1、高性能混凝土的特性 

高性能混凝土根据耐久性与强度两方面要求，来选择确定混凝土组成材料和配合比。与普通混凝土相比，HPC在组成与配合比方面有如下特点： 

(1)使用矿物掺和料; 

(2)低水胶比; 

(3)最大骨料粒径小; 

(4)高效减水剂与水泥的相容性好。 

2、高性能混凝土桥梁的经济性 

美国SHRP计划中，研究发展HPC公路桥梁的重要内容之一，是在设计中充分利用HPC较高的强度，从以下几方面降低建桥成本： 

(1)增大桥梁跨径，以减少下部结构； 

(2)增大大梁间距，以减少梁的数量； 

(3)减小构件截面尺寸，以降低混凝土体积。 

在其HPC“演示项目”中，进行了许多这方面的尝试，预应力大梁普遍采用强度等级为10 000psi(相当于立方试件强度等级C80)的HPC，HPC桥梁的造价基本能与普通混凝土桥梁持平。例如，在德克萨斯州采用HPC建造的Louetta公路跨线桥，为3跨U型梁结构，跨径为37～41.3m，南北线桥梁的造价分别为248美元/m2和269美元/m2。当地同一项目的12座普通强度混凝土U型梁桥梁的造价在226～290美元/m2。San Angelo桥梁项目，东线桥采用HPC，造价为452美元/m2；西线桥采用普通混凝土，造价是484美元/m2。 

目前，在世界范围，高性能混凝土的研究在深入，应用在扩展。北欧国家如挪威、瑞典，桥梁基本都采用HPC建造，目前对桥梁混凝土除高耐久与高强要求外，又增加了轻质的要求，因为桥梁上部结构使用轻质HPC(容重约1.9t/m3)，桥梁自重减轻了，可以降低桥梁下部结构的成本，轻质高强(56～74MPa)HPC已经成功地在挪威一些工程中应用。美国、加拿大在SHRP计划的研究与应用基础上，正在大力宣传和推广应用HPC建设桥梁。有理由相信，高性能混凝土将获得越来越广泛的应用，并且会成为21世纪桥梁建设的优选工程材料。 

摘自《公路》2000.6