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超高性能混凝土工程應用

2019-02-27 13:12:01 作者：鞠麗艷來源：混凝土與水泥制品雜志分享至：

超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete，簡稱UHPC），也稱作活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete，簡稱RPC），可實現工程材料性能的大跨越。超高性能混凝土“包含兩個方面‘超高’——超高的耐久性和超高的力學性能。

超高性能混凝土參數與傳統混凝土對比

超高性能混凝土包含兩個方面的”超高“，即超高的耐久性和超高的力學性能（普通混凝土、高性能混凝土和超高性能混凝土的性能對比見表1）。

超高性能混凝土與普通混凝土、高性能混凝土不同之處在于：不使用粗骨料，必須使用硅灰和纖維（鋼纖維或復合有機纖維），水泥用量較大，水膠比很低。超高性能混凝土的組成見表2。

目前，超高性能混凝土已經在實際工程中得到應用，如大跨徑人行天橋、公路鐵路橋梁、薄壁筒倉、核廢料罐、鋼索錨固加強板、ATM機保護殼等。可以預計，未來超高性能混凝土會有越來越多的應用。圖1為超高性能混凝土構件及試驗。

圖 1 超高性能混凝土構件及試驗

超高性能混凝土應用工程實例2016年全預制拼裝超高性能混凝土橋梁—北辰三角洲橫四路跨街天橋在長沙正式建成通車（如圖2所示）。該橋梁拼裝完成僅用10h，相較于傳統的現場澆筑方式，工期大為縮短。

圖 2 長沙北辰三角洲橫四路跨街天橋

北辰三角洲橫四路跨街天橋上部結構采用R150單箱三室魚腹式節段預制拼裝預應力超高性能混凝土連續箱梁，跨徑布置為27.6m+36.8m+6.4m（懸臂），橋寬6.5m，全長70.8m；下部結構采用R100超高性能混凝土雙向曲線花瓶式整體預制橋墩，預制主梁由14個長4.6m的標準節段和1個平均長度6.5m的異形段組成，預應力孔道采用100MPa的超高性能灌漿料。箱梁采用短線預制、長線拼裝工藝進行施工，2個5.4m高的橋墩均為整墩預制吊裝施工。設計荷載為城-B級車道荷載及4kN/m2人群荷載，設計行車速度30km/h。該工程的主要特點是：箱梁和橋墩均采用超高性能水泥基材料制造，橋梁的承載和長期性能得以顯著提升；主梁短線預制、長線拼裝，橋墩整體預制吊裝，可適應城市橋梁建設快速、環保的要求；結構耐久性優異，可實現主體結構使用壽命期內的免維護；結構輕盈、外形美觀，36.8m主跨一跨過街，跨高比1/28，箱梁底板厚8cm、頂板厚10cm。

上海軌道交通建設應用UHPC可行性分析

軌道交通橋梁面層與橋梁加固

在”十四五“上海軌道交通建設崇明線崇啟大橋的改建工程中，5號線南延伸的閔浦二橋的橋面系目前已應用超高性能混凝土。

預制樓梯

上海軌道交通13號線二期開始推廣預制樓梯（如圖3所示），目前樓梯整體重量偏重，在地下空間吊裝安裝不方便，未來可考慮應用超高性能混凝土，減輕重量，提高韌性。

圖 3 UHPC樓梯板

預制疏散平臺板

超高性能混凝土因強度高、韌性好，耐火極限超2h，可滿足地鐵疏散規范的耐火極限要求（如圖4所示）。

圖 4 UPHC疏散平臺

車站預制上排熱風道板

超高性能混凝土因輕質高強、高韌性及高抗火性能，可成為車站預制風道板的首選（如圖5所示）。

圖 5 車站上排熱風道板

綜上所述，超高性能混凝土在軌道交通工程建設中的應用具有可行性。

結語

根據超高性能混凝土特性及已成功實施的工程實例，結合上海軌道交通工程建設的需求，如橋梁改造特別是橋面系工程、預制樓梯工程、隧道疏散平臺板、車站上排熱風道板等，進行有針對性的超高性能混凝土應用研究，并進行經濟性分析，可為新材料在重大工程中的應用奠定基礎。超高性能混凝土的應用將促進城市軌道交通建設工程向預制裝配式發展。

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責任編輯：韓鑫

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