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UHPC产品新闻

中国UHPC技术应用及发展

发布时间:2019-10-12浏览次数:

中国混凝土与水泥制品协会超高性能水泥基材料与工程技术分会(简称CCPA-UHPC分会)搭建起UHPC中文交流的本土化平台——CCPA-UHPC论坛,主旨为“分享UHPC知识与经验,启发创意与创新,讨论技术空白点与努力方向”。首届CCPA-UHPC论坛为期1天,于2019年6月30日在南昌举办。以下为报告简要介绍,可一窥中国UHPC技术与应用发展现状。

湖南大学——UHPC桥梁、钢-UHPC复合桥面结构等的研究与应用取得丰硕成果

湖南大学黄政宇教授、邵旭东教授和方志教授的团队,在中国较早开展UHPC材料研究、桥梁应用研究和工程实践,所发展的钢-UHPC复合桥面结构很好地解决了困扰钢桥的两大难题——桥面铺装寿命短和钢结构易疲劳损伤。钢-UHPC复合桥面2011年首次在广东肇庆马房大桥应用,截至2018年11月已在中国用于60余座钢桥,桥面面积超过百万平方米。

方志教授为本次论坛准备了报告“超高性能混凝土结构设计基本理论及工程应用”(方志教授因故未能前来参加论坛,委托他的学生,华东交通大学副教授任亮博士代为报告),介绍了编制湖南省工程建设地方标准DBJ43/T325—2017《活性粉末混凝土结构技术规程 》的结构设计理论、试验依据和应用。方志教授开展了一些开创性UHPC结构设计和工程实践,如主持设计了长沙北辰三角洲跨街天桥(可通行消防车辆)——中国首座节段预制拼装预应力UHPC连续箱梁桥,结构轻盈、美观,36.8m主跨一跨过街,梁跨高比约1/28,该桥2016年1月8日建成并开放交通;设计将UHPC(RPC)用于混合梁斜拉桥钢-混结合段,并分别在云南六库怒江二桥 (2014)、湖北石首长江大桥(2018)和湖北嘉鱼长江大桥(2018)上成功应用;设计和实施用UHPC加固预应力混凝土箱梁桥主梁(混凝土强度不足的新建桥梁);为法国设计的24m、27m跨大跨预应力UHPC (RPC)屋面梁进行审核优化,等等。(注:方志教授将“活性粉末混凝土”即RPC作为UHPC中的一个品种,仍使用RPC名称)

方志教授指出:UHPC因其超高强度、高韧性、高耐久性可有效减轻结构自重、提高结构的承载能力和耐久性,可实现运营阶段主体结构免维护。任何材料均有其自身的优点和不足及其合理的适用范围,UHPC也不例外。

  湖南大学方志委托华东交通大学任亮报告

清华大学——运用高性能混凝土材料发展高性能结构,合理选择结构材料或组合结构

清华大学博士后党争介绍了“复材约束UHPC与ECC轴压性能试验研究”。结果表明,复材(FRP)的侧向约束充足时,UHPC和ECC均可呈现出轴压“强化”的行为特点;侧向约束不足时,由于纤维“自约束作用”,UHPC和ECC更易出现应力下降(“软化”行为)。

  清华大学党争报告

清华大学樊健生教授结合多个科研和工程项目中的工作,分享了运用高性能混凝土材料来发展高性能结构的体会和思考。他指出,工程材料是工程结构技术进步的基础和最重要推动力。结构工程研究和设计的核心内容之一,就是在经济、技术、自然等条件限制下,针对结构在受力、施工、耐久等方面的实际需求,根据材料特征来尽量合理、高效地使用工程材料。

樊教授以斜拉桥、拱桥为例,从桥梁不同区段受拉或受压状况、需要轻还是重以及抗裂需求等方面分析,说明如何合理选择结构材料或组合结构。樊教授进一步以悬索桥钢-超高性能混凝土组合桥面为例,将钢-UHPC铺装体系、钢-UHPC梁板组合体系与传统正交异性钢桥面和钢-混凝土梁板组合体系进行比较,四种方案的关键性整体设计指标各有优劣,两个UHPC方案也非全优方案。也就是说,桥梁设计方案的选择,需要基于多因素综合评估、对比进行决策。

统计分析与UHPC相关的国家自然科学基金项目(2013~2017面上和青年项目)和中文期刊发表的论文(2014~2018),樊教授发现中国UHPC应用研究热点在桥梁上。他建议扩展应用研究的领域,发挥UHPC材料特长,例如用UHPC连接预制混凝土构件,可以形成“强节点、弱构件”,提高装配结构的抗震性能。樊教授介绍,他们团队研究用低收缩高延性水泥基复合材料(LSECC)连接装配式建筑构件,试验证明可提升节点域的抗震性能(达到现浇结构的抗震水平),并降低装配建筑的节点施工难度。

  清华大学樊健生报告

哈尔滨工业大学——负责编制的《超高性能混凝土结构设计技术规程》即将进入征求意见阶段

哈尔滨工业大学吴香国教授的报告《超高性能混凝土结构构件设计若干探讨》,介绍了在编制标准《超高性能混凝土结构设计技术规程》内容,并分析了关键性问题。设计技术规程以安全、适用、经济为原则,确定UHPC材料力学性能和基本设计原则,构件受弯、受剪、受压、受拉、局压设计方法,以及构造设计,并规定典型应用技术要求。吴教授结合现行国内外相关规范的条款对比分析,探究相关方法的科学性、合理性。吴香国教授带领的规程编制组,进行了多种多样UHPC结构验算,确保设计方法的适用性和可靠性。

  哈尔滨工业大学吴香国报告

CCPA组织编写的UHPC标准规范,2018年完成并发布了《超高性能混凝土基本性能与试验方法》(T/CBMF 37、T/CCPA 7-2018)。本次论坛发布了新书《超高性能混凝土基本性能与试验方法》,该书汇集了编制同名标准(T/CBMF 37—2018)的基础性和支撑性材料,内容包括:UHPC制备原理、发展历程和国外标准化工作介绍,UHPC应用中需要关注的问题、材料性能与取值建议,UHPC基本性能的平行试验与结果分析等,可作为T/CBMF 37标准的背景材料和应用导读。

现在在编的《超高性能混凝土预制构件生产技术规程》、《超高性能混凝土现浇施工技术规程》和《超高性能混凝土结构设计技术规程》已经完成或即将完成征求意见稿,陆续进入征求意见阶段。

期望大家关注UHPC系列标准征求意见,为标准规范提意见和建言献策,共同努力使UHPC标准规范制定的科学合理且先进。


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