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超高性能混凝土定义
以RPC为基础的UHPC材料研究与应用，为当今水泥 基材料发展的主要方向！
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超高性能混凝土定义
➢ 活性粉末混凝土RPC，是90年代中期法国Bouygues公司 Richard等人研制出的一种超高性能混凝土；
➢ 是近三十年来最具创新性的水泥基工程材料，实现工程材
料性能的大跨越！
日本
2006
45
波纹钢腹板梁公路桥
德国
2007
36
空间桁架人行桥
美国
2008 15.6
三跨简支梁公路桥
奥地利 2010
70
上承式拱桥
中国
2006
20
低高度梁铁路桥
中国
2011
64
简支钢混组合梁
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应用与研究现状
➢ 1997 年，世界上首个 UHPC 工程--加拿大Sherbrooke人行桥
加拿大 Sherbrooke桥
钢筋网 焊钉 钢面板
常规 钢桥面
轻型组合桥面
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超高性能混凝土轻型组合桥面优点
磨耗层(6～8年) UHPC层（100年）
钢筋网及焊钉
桥面铺装 钢面板
轻型组合桥面体系
常规钢桥面体系
➢ 有效提高了 桥面刚度，大幅降低 钢桥面应力，延长 抗疲劳寿命！ ➢ 可彻底解决 钢桥面铺装易损 难题！
4.车辙
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钢桥的两个公认难题
难题之二----正交异性桥面板的疲劳裂缝
钢面板疲劳裂缝
横隔板焊缝疲劳裂缝 面板
纵肋
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钢桥的两个公认难题
出现两类病害的主要原因 ➢ 沥青铺装层的高温、疲劳性能和粘结强度不足； ➢ 钢桥面板的刚度不足； ➢ 应力幅过大（超载）； ➢ 构造细节处理不当，焊接残余应力等偏大。
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钢桥的两个公认难题
解决钢桥面的开裂与铺装损坏的常规思路
常规 钢桥面
➢ 加大钢桥面厚度 ? ➢ 改进钢构造细节 ?
桥面铺装（50～75mm） 钢桥面板
无法从根本上解决问题！
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超高性能混凝土组合结构解决钢桥难题
解决钢桥面疲劳裂纹和铺装易损坏的新思路
超高性能混凝土轻型组合桥面
磨耗层（15～30mm） UHPC薄层（40～60mm）
20～50 2～5 30～40
0.12 1.3～2.1
RPC/普通
约4倍
约10倍 约1.2倍 约200倍 约20%
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超高性能机理
➢ 骨料按最大密实度理论配置，以减少内部缺陷 ➢ 掺加纤维以增加强度与韧性
毫米级骨料 微米级水泥等
亚微米级硅灰
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1.2 应用与研究现状
材料性质
材料配合比 制备工艺 力学性能 耐久性
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应用与研究现状
➢ 在矮寨大桥， 研发了一种由 碳纤维材料为 锚杆、超高性 能混凝土 UHPC为锚固 介质的高性能 岩锚体系
UHPC 锚固介质
UHPC 锚固介质
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应用与研究现状
超高性能混凝土桥梁结构的技术特点
➢ 抗压、抗拉强度高 结构轻型化、薄壁化； ➢ 结构致密、耐久性好 全寿命周期成本低； ➢ 超高韧性 有利于提高结构的抗震、抗疲劳性能； ➢ 和易性好 养护与维修简便。
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1.3 超高性能混凝土组合结构解决桥梁难题
钢桥桥面
超高性能混凝土轻型组合桥面
组合梁斜拉桥
超高性能混凝土轻型组合梁
充分利用UHPC优异的材料性能，与钢结构组合可形成 新型超高性能混凝土组合结构，从源头上解决桥梁工程难题！
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主要内容
一、超高性能混凝土简介 二、轻型组合桥面的应用与研究 三、轻型组合梁斜拉桥的应用与研究 四、 展 望
滦柏干渠大桥 马房大桥
桥址 年份 跨径/m
桥型
加拿大 1997
60
桁架梁人行桥
法国
2001 22.5
两跨连续梁公路桥
韩国
2002
120
中承式拱桥人行桥
日本
2002
50.2
简支梁人行桥
荷兰
国
2005
19
简支梁公路桥
澳大利亚 2005
15
简支斜梁公路桥
美国
2006
33.5
简支梁公路桥
超高性能混凝土组合结构 在桥梁工程中的应用与展望
胡建华 北京 2015.09
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主要内容
一、超高性能混凝土简介 二、轻型组合桥面的应用与研究 三、轻型组合梁斜拉桥的应用与研究 四、 展 望
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1.1 超高性能混凝土定义
超高性能混凝土（ Ultra-High Performance Concrete），简称UHPC
➢ 活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete），简称RPC ➢ 注浆纤维混凝土（Slurry Impregnated Reinforced Concrete），简称SIFCON ➢ 压密配筋复合材料（Compacted Reinforced Compo
“超高性能混凝土” 包含两个方面“超高”: 超高的 力学性能和耐久性
混凝土类型
抗压强度（MPa）
抗折强度（MPa） 弹性模量（GPa）
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材料断裂韧性（kj/m） 徐变系数
RPC200
170～230 30～60 40～60 20～40 0.29～0.31
普通混凝土
已较为成熟 全面研究中
工程应用
桥梁工程 建筑工程 市政工程 军事工程
人行桥、铁路桥 顶棚、外墙等 公交站台、井盖
机场跑道等
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应用与研究现状
桥名
SherbrookePedestrianBridge Bourg-Les-ValenceBridges Sunyudo(Peace)Footbridge Sakata-MiraiFootbridge CalandBridge SaintePierreLaCourBridge Shepherd'sCreekbridge MarsHillBridge TorisakaRiverBridge GaertnerplatzBridge JakwayParkBridge Wildbridge
法国 Bourg-lès-Valence OA4 桥
➢ 2001年，世界上第一座 UHPC 公路桥--法国 OA4 公路桥
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应用与研究现状
➢ 2006年，我国第一座 UHPC 桥梁--青藏铁路滦柏干渠大桥
青藏铁路滦柏干渠大桥
奥地利 WILD 桥
➢ 2010年，世界上第一座UHPC公路拱桥--奥地利 WILD 桥
株洲枫溪大桥
临岳高速洞庭湖大桥
湘潭昭华大桥
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2.1 超高性能混凝土组合结构解决钢桥难题
制约钢桥发展的最大技术瓶颈！
钢桥面 铺装极 易损坏
钢结构易 出现疲劳
开裂
通常5年就开裂
1400~2000元/m2 寿命仅5~10年
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钢桥的两个公认难题
难题之一----钢桥面四大铺装病害
1. 开裂
2.推移
3. 坑槽