高性能混凝土橋梁 


美國從1987年開始了一項“戰(zhàn)略公路研究計劃”(簡稱SHRP)，由聯(lián)邦公路管理署負責(zé)實施，許多科研機構(gòu)、大學(xué)和州TRANBBS交通部以及加拿大有關(guān)機構(gòu)參與。該計劃主要目標之一是研究、評價和推廣高性能混凝土(簡稱HPC)在公路橋梁中的應(yīng)用。HPC是伴隨著混凝土的TRANBBS技術(shù)進步，在20世紀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、高強度和高耐久性為特征，從而區(qū)別于傳統(tǒng)的普通混凝土。HPC吸引人們?nèi)パ芯颗c應(yīng)用的原因在于：針對結(jié)構(gòu)所要求的耐久性與力學(xué)性能來TRANBBS設(shè)計混凝土，科學(xué)地選擇組成材料與配合比，再通過良好地生產(chǎn)、澆搗和養(yǎng)護質(zhì)量控制，獲得所要求的高性能。 

HPC技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用以北歐與北美為先導(dǎo)，很快在全球范圍內(nèi)展開，目前已在大量工程中應(yīng)用，包括許多橋梁，如丹麥的大貝爾特海峽大橋、丹麥與瑞典之間的歐上海峽大橋、加拿大聯(lián)盟大橋、香港青馬大橋等等，這些跨海橋梁的設(shè)計使用壽命均在100年以上。 

1、高性能混凝土的特性 

高性能混凝土根據(jù)耐久性與強度兩方面要求，來選擇確定混凝土組成材料和配合比。與普通混凝土相比，HPC在組成與配合比方面有如下特點： 

(1)使用礦物摻和料; 

(2)低水膠比; 

(3)最大骨料粒徑小; 

(4)高效減水劑與水泥的相容性好。 

2、高性能混凝土橋梁的經(jīng)濟性 

美國SHRP計劃中，研究發(fā)展HPC公路橋梁的重要內(nèi)容之一，是在設(shè)計中充分利用HPC較高的強度，從以下幾方面降低建橋成本： 

(1)增大橋梁跨徑，以減少下部結(jié)構(gòu)； 

(2)增大大梁間距，以減少梁的數(shù)量； 

(3)減小構(gòu)件截面尺寸，以降低混凝土體積。 

在其HPC“演示項目”中，進行了許多這方面的嘗試，預(yù)應(yīng)力大梁普遍采用強度等級為10 000psi(相當于立方試件強度等級C80)的HPC，HPC橋梁的造價基本能與普通混凝土橋梁持平。例如，在德克薩斯州采用HPC建造的Louetta公路跨線橋，為3跨U型梁結(jié)構(gòu)，跨徑為37～41.3m，南北線橋梁的造價分別為248美元/m2和269美元/m2。當?shù)赝豁椖康?2座普通強度混凝土U型梁橋梁的造價在226～290美元/m2。San Angelo橋梁項目，東線橋采用HPC，造價為452美元/m2；西線橋采用普通混凝土，造價是484美元/m2。 

目前，在世界范圍，高性能混凝土的研究在深入，應(yīng)用在擴展。北歐國家如挪威、瑞典，橋梁基本都采用HPC建造，目前對橋梁混凝土除高耐久與高強要求外，又增加了輕質(zhì)的要求，因為橋梁上部結(jié)構(gòu)使用輕質(zhì)HPC(容重約1.9t/m3)，橋梁自重減輕了，可以降低橋梁下部結(jié)構(gòu)的成本，輕質(zhì)高強(56～74MPa)HPC已經(jīng)成功地在挪威一些工程中應(yīng)用。美國、加拿大在SHRP計劃的研究與應(yīng)用基礎(chǔ)上，正在大力宣傳和推廣應(yīng)用HPC建設(shè)橋梁。有理由相信，高性能混凝土將獲得越來越廣泛的應(yīng)用，并且會成為21世紀橋梁建設(shè)的優(yōu)選工程材料。 

摘自《公路》2000.6