UHPC-T形梁斜截面抗裂性能试验

来源：中国血液净化杂志2023年第4期北京时间：

作者：李立峰, 齐瑞, 石雄伟, 叶萌, 邵旭东

单位：1. 湖南大学 土木工程学院, 湖南 长沙 410082;2. 湖南大学 风工程与桥梁工程湖南省重点实验室, 湖南 长沙 410082;3. 西安公路研究院, 陕西 西安 710065"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (51978257)

摘要：为研究UHPC梁的斜截面抗裂性能并提出合理的评价指标和设计建议，以期能充分利用UHPC超高的抗拉性能及优秀的裂缝控制能力，设计了5片预应力UHPC-T形梁，并完成其静力加载模型试验，试验参数为剪跨比、箍筋和钢纤维含量，获得了开裂荷载、裂缝分布和应变等关键试验结果。试验结果表明：当剪跨比增加时，开裂荷载会减小，斜裂缝宽度的发展速度却加快；箍筋对开裂荷载影响较小，但能抑制斜裂缝的发展；钢纤维含量的增加会提高开裂荷载和减缓斜裂缝的发展速度。根据材料力学公式推导出斜截面开裂剪力计算公式，进一步采用极限平衡法建立正常使用阶段斜裂缝宽度的计算方法，计算值与试验值吻合良好且偏于安全。通过计算实测开裂剪力作用下斜截面的主拉应力可知：开裂时斜截面的主拉应力会超过UHPC的抗拉强度，不仅体现了UHPC的应变硬化特性，还反映了UHPC梁良好的斜截面抗裂性能。对比各国规范的斜截面抗裂设计规定，中国规范建议稿的容许应力值较为保守。基于开裂时的主拉应力水平和各国规范规定，建议放宽整体预应力UHPC梁的主拉应力限值，取为60%的弹性极限抗拉强度并考虑纤维分布的不均匀性。对于允许开裂的UHPC梁，应验算正常使用阶段的斜裂缝宽度以满足适用性和耐久性要求，并考虑斜截面抗裂需求合理地配置箍筋。

关键词：桥梁工程,斜截面抗裂性能,模型试验,UHPC梁,开裂剪力,斜裂缝宽度

基金资助：国家自然科学基金项目(51978257)