超高性能混凝土節(jié)段預(yù)制拼接梁受彎性能試驗(yàn)研究*

梁雪嬌 鄭 輝 軒帥飛 方 志

(1.湖南工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院， 湖南株洲 412007； 2.湖南大學(xué)土木工程學(xué)院， 長(zhǎng)沙 410000)

超高性能混凝土(UHPC)具有較高的韌性、高的抗壓強(qiáng)度和優(yōu)異的耐久性，在熱養(yǎng)護(hù)的條件下基本無收縮，且長(zhǎng)期荷載作用下徐變很小(約為普通混凝土的1/10)[1-4]。UHPC因良好的材料性能在使橋梁結(jié)構(gòu)向輕質(zhì)、大跨方向發(fā)展和實(shí)現(xiàn)使用環(huán)境下的長(zhǎng)壽命以及減少后期維護(hù)費(fèi)用等方面極具潛力[5]，是土木工程領(lǐng)域極具應(yīng)用前景的新型建筑材料。

UHPC節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁可實(shí)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)輕型化、施工快速化，提高結(jié)構(gòu)耐久性，并降低后期維護(hù)成本。但其在構(gòu)造上一個(gè)顯著的特點(diǎn)是節(jié)段間存在拼接縫，接縫是預(yù)制拼接橋梁的薄弱環(huán)節(jié)。因此針對(duì)節(jié)段間接縫的受力性能的研究是節(jié)段拼裝橋梁中須關(guān)注的重點(diǎn)問題。

文獻(xiàn)[6-9]研究了鋼纖維對(duì)UHPC梁的受彎性能的影響，并將試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值分析進(jìn)行對(duì)比；結(jié)果表明鋼纖維有效控制了UHPC梁的裂縫開展，UHPC表現(xiàn)出延性良好的性能，其延性指數(shù)在1.60～3.75之間；并提出歸一化斷裂模量與纖維增強(qiáng)指數(shù)之間關(guān)系的方程式。文獻(xiàn)[10-16]對(duì)配筋率、截面形式等不同參數(shù)的鋼筋活性粉末混凝土梁的抗彎性能進(jìn)行試驗(yàn)和非線性有限元仿真模擬分析，總結(jié)出鋼筋活性粉末混凝土梁的剛度、裂縫寬度、開裂彎矩和正截面承載力等的計(jì)算方法。文獻(xiàn)[17] 研究了預(yù)應(yīng)力UHPC梁的抗彎性能，包括試驗(yàn)研究和數(shù)值分析，并對(duì)4根大型預(yù)應(yīng)力梁進(jìn)行測(cè)試，提出了抗壓強(qiáng)度大于150 MPa的預(yù)應(yīng)力UHPC梁抗彎承載力的預(yù)測(cè)方法。文獻(xiàn)[18-23]以橫向預(yù)應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力筋配筋率、混凝土強(qiáng)度、非預(yù)應(yīng)力筋屈服強(qiáng)度、有黏結(jié)和無黏結(jié)為變化參數(shù)對(duì)預(yù)應(yīng)力超高性能混凝土梁進(jìn)行受彎性能分析。文獻(xiàn)[24]研究了活性粉末混凝土(RPC)節(jié)段預(yù)制拼裝預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支箱梁的力學(xué)性能，通過與整體試驗(yàn)梁的各方面比較和數(shù)值模擬，對(duì)箱梁進(jìn)行整體和荷載變化全過程的性能進(jìn)行了分析。文獻(xiàn)[25]通過節(jié)段拼裝RPC薄壁簡(jiǎn)支箱梁的抗彎試驗(yàn)和數(shù)值模擬分析，得出：膠接縫可以提高節(jié)段拼裝梁的整體性能，接縫類型和膠接縫對(duì)試驗(yàn)梁的剪力滯效應(yīng)有一定影響。文獻(xiàn)[26-27]對(duì)節(jié)段預(yù)制RPC預(yù)應(yīng)力箱橋的極限承載力進(jìn)行初步分析，并對(duì)干接縫和濕接縫進(jìn)行了受彎性能比較，分析了接縫類型對(duì)RPC箱梁抗彎性能的影響，并得出節(jié)段預(yù)制RPC箱梁的極限安全系數(shù)。

目前，針對(duì)UHPC節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁接縫受彎性能的試驗(yàn)及理論研究均較少，尤其是針對(duì)節(jié)段間接縫抗彎性能的研究更是鮮見。然而拼接縫的存在對(duì)UHPC梁的承載能力影響不能忽視，美國(guó)AASHTO-PCI-ASBI S B G《極限應(yīng)力狀態(tài)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》[28]中無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土體系膠接縫抗彎承載力折減系數(shù)為0.9?；诖耍疚囊杂袩o拼接縫、鍵齒類型及預(yù)壓應(yīng)力大小為參數(shù)，對(duì)5片無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力UHPC節(jié)段預(yù)制拼裝梁進(jìn)行靜力試驗(yàn)，并對(duì)其受彎性能進(jìn)行分析。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 試驗(yàn)材料和性能

1.1.1超高性能混凝土

試件采用的UHPC配合比如表1所示。其中：水泥為P·O 52.5水泥；硅灰平均粒徑為0.1 μm，最大粒徑在1 μm以下，SiO2的含量不小于90%；采用低鈣粉煤灰，S95級(jí)礦粉；采用平均粒徑為50.1 μm的 325目石英粉；采用20～40目級(jí)配石英砂，粒徑在0.3～0.6 mm之間；減水劑為減水率為25%高效可溶性樹脂型，摻量為2%；纖維采用鍍銅光面平直鋼纖維，直徑為(0.16±0.05) mm，長(zhǎng)度為(13±1) mm，抗拉強(qiáng)度大于2 000 MPa，體積摻量為2%。UHPC水膠比為0.16，UHPC設(shè)計(jì)目標(biāo)抗壓強(qiáng)度為140 MPa。

表1 UHPC配合比(質(zhì)量比)Table 1 Proportions of UHPC mass mix

試件分兩次進(jìn)行匹配澆筑，澆筑完成后采用薄膜覆蓋，拆模后進(jìn)行水浴加熱養(yǎng)護(hù)72 h。澆筑時(shí)預(yù)留100 mm×100 mm×100 mm的立方體試塊、100 mm×100 mm×300 mm和100 mm×100 mm×400 mm的棱柱體試塊與試驗(yàn)梁進(jìn)行同條件養(yǎng)護(hù)，用于測(cè)量UHPC的抗壓強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度、彈性模量等材料特性，材料特性匯總于表2。

表2 UHPC材料特性

1.1.2接縫膠

接縫膠采用雙組份改性環(huán)氧樹脂類高觸變性高強(qiáng)膠結(jié)劑JN-P，其為混凝土預(yù)制節(jié)段拼裝施工結(jié)構(gòu)專用拼縫膠，且已在普通混凝土節(jié)段預(yù)制拼接橋梁進(jìn)行實(shí)際工程應(yīng)用。接縫膠力學(xué)性能見表3。

表3 接縫膠性能

1.1.3鋼絞線及錨具

試驗(yàn)梁采用1×7標(biāo)準(zhǔn)型低松弛鋼絞線，公稱直徑為15.2 mm，公稱截面面積為140 mm2，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1 860 MPa，彈性模量為195 GPa。錨具采用單孔M1-15夾片式錨具。

1.2 試驗(yàn)梁設(shè)計(jì)和制作

試驗(yàn)梁設(shè)計(jì)為UHPC無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土節(jié)段預(yù)制拼接梁，采用分段匹配澆筑，純彎曲段截面高度為300 mm，寬度為60 mm。試驗(yàn)梁全長(zhǎng)為1.82 m，計(jì)算跨徑為1.6 m。為防止試驗(yàn)梁預(yù)應(yīng)力張拉及加載過程中發(fā)生平面外彎曲及受剪破壞，將試驗(yàn)梁兩側(cè)支座附近采用增大截面寬度的方式設(shè)置增寬段。試驗(yàn)梁主要尺寸如圖1所示。

a—立面; b—平面; c—跨中和支座; d—單齒和雙齒。圖1 截面尺寸及配筋 mmFig.1 Dimensions of test girders and reinforcement

試驗(yàn)梁采用鋼模板澆筑，除無接縫梁(整澆梁)之外，其余均采用匹配澆筑，每片梁均由三部分組成，中間節(jié)段向外凸齒(如圖1中②)，左、右側(cè)為凹齒(如圖1中①)，澆筑時(shí)先澆筑左、右側(cè)凹齒節(jié)段，再匹配澆筑中間凸齒節(jié)段。試驗(yàn)梁采用外徑20 mm的聚氯乙烯管成孔。

研究參數(shù)包括鍵齒構(gòu)造及預(yù)壓應(yīng)力大小，試驗(yàn)梁設(shè)計(jì)參數(shù)見表4。試驗(yàn)梁包括1片整澆梁和4片拼裝梁，接縫鍵齒類型包括單齒、雙齒和平齒，單齒及雙齒的齒高均為30 mm，依據(jù)法國(guó)NF P 18-710《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范：超高性能纖維混凝土特別條例》[29]關(guān)于剪力鍵的建議進(jìn)行鍵齒設(shè)計(jì)，鍵齒的根部尺寸均小于鍵齒高度的10倍，鍵齒的傾斜角取為25°，小于法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)要求的30°。此外，為便于比較，設(shè)計(jì)時(shí)保證不同齒型受剪面積一致，單齒受剪面積為150 mm×60 mm，多齒的受剪面積為2×75 mm×60 mm。

試驗(yàn)梁均如圖1所示布置上、下2根無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線，采用單孔千斤頂交替分布對(duì)其張拉，并通過壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其有效預(yù)應(yīng)力?；炷量v向預(yù)壓應(yīng)力共設(shè)計(jì)兩個(gè)參數(shù)，分別為9.5，16 MPa，大約對(duì)應(yīng)UHPC抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的10%和20%。豎向荷載加載前，各試驗(yàn)梁混凝土平均預(yù)壓應(yīng)力實(shí)測(cè)結(jié)果見表4。

表4 試驗(yàn)梁參數(shù)Table 4 Design parameters of test girders

為表述方便，試驗(yàn)梁采用UB-KX-P的形式進(jìn)行編號(hào)，其中UB表示UHPC試驗(yàn)梁；K表示鍵齒，X表示鍵齒的數(shù)量，分別為KN(整澆梁)、K0、K1及K2；P表示預(yù)壓應(yīng)力，分別為P1和P2(P1為16 MPa左右、P2為9.5 MPa左右)。例如：UB-K1-P1表示預(yù)壓應(yīng)力16 MPa左右的UHPC單齒拼裝梁。

1.3 試驗(yàn)裝置以及加載方法

試驗(yàn)梁采用兩點(diǎn)集中加載，加載裝置如圖2所示。采用液壓千斤頂分級(jí)對(duì)稱加載，加載點(diǎn)至支座中心線水平距離為0.533 m，兩端剪跨比均為2.05，純彎曲段長(zhǎng)度為0.533 m。采用大剛度分配梁將豎向荷載平分至兩加載點(diǎn)，支座及加載鋼板的平面尺寸均為200 mm(橫向)×80 mm(縱向)，在鋼板下墊相同尺寸的橡膠板以均勻其下應(yīng)力并防混凝土局部壓碎。加載過程中進(jìn)行如下測(cè)試：

圖2 試驗(yàn)裝置 mmFig.2 Test setups

1)撓度測(cè)試。在跨中、加載點(diǎn)及支座處布置5個(gè)線性可變差動(dòng)位移傳感器(LVDT)用于記錄試件在加載過程中的撓度變化。

2)鋼束應(yīng)力測(cè)試。在每根鋼束上布置1個(gè)300 kN壓力傳感器，測(cè)試其應(yīng)力增量及其變化規(guī)律。

3)混凝土應(yīng)變測(cè)試。采用LVDT進(jìn)行混凝土應(yīng)變測(cè)試，沿截面高度方向均勻布置5個(gè)水平設(shè)置的LVDT，拼接梁測(cè)試2個(gè)接縫斷面(L1～L5，R1～R5)，整澆梁測(cè)試跨中斷面(M1～M5)，測(cè)點(diǎn)布置如圖3所示。

a—整澆梁; b—節(jié)段拼裝梁。圖3 混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置 mmFig.3 Strain sensors on girders

4)裂縫觀測(cè)。加載過程中對(duì)裂縫發(fā)展規(guī)律進(jìn)行記錄，并用裂縫寬度儀對(duì)典型裂縫寬度進(jìn)行測(cè)量。

正式加載前，對(duì)試驗(yàn)梁進(jìn)行預(yù)加載，檢查各儀器工作是否正常。正式加載時(shí)，以5 kN為一級(jí)加載至彎曲裂縫及斜裂縫出現(xiàn)，確定開裂荷載后，以10 kN為一級(jí)加載，臨近破壞時(shí)按位移控制加載。加載過程中按每5 s采集一個(gè)數(shù)據(jù)的頻率自動(dòng)同步記錄豎向荷載、水平荷載及豎向位移，并適時(shí)對(duì)試件裂縫形態(tài)進(jìn)行記錄。由于試驗(yàn)梁采用無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼束，出于安全考慮，試驗(yàn)加載至受拉區(qū)的鋼絞線應(yīng)力達(dá)抗拉強(qiáng)度的95%時(shí)停止試驗(yàn)加載。

2 主要試驗(yàn)結(jié)果

2.1 破壞形態(tài)和裂縫分布

各試驗(yàn)梁極限狀態(tài)下破壞形態(tài)照片如圖4所示，裂縫分布及混凝土壓碎區(qū)域如圖5所示。試驗(yàn)梁均發(fā)生受彎破壞，破壞時(shí)受壓區(qū)混凝土壓碎。圖5中“①”為首條裂縫出現(xiàn)的位置，陰影部分為混凝土壓碎區(qū)域。

a—UB-KN-P1; b—UB-K1-P1; c—UB-K1-P2; d—UB-K2-P1; e—UB-K0-P1。圖4 試驗(yàn)梁破壞形態(tài)Fig.4 Failure modes of specimens

UHPC整澆梁荷載加載至極限荷載的62%時(shí)，在跨中純彎曲段出現(xiàn)首條豎向裂縫，與拼裝梁相比，裂縫數(shù)量隨著荷載增加而增多。因UHPC內(nèi)鋼纖維的阻裂作用，裂縫間距較小分布密集，裂縫寬度較小。繼續(xù)加載，純彎段豎向裂縫數(shù)量穩(wěn)定，原有裂縫不斷擴(kuò)展，加載至極限荷載時(shí)，試驗(yàn)梁頂部出現(xiàn)多條水平向裂縫，受壓區(qū)混凝土壓碎，荷載開始陡降。

預(yù)壓應(yīng)力為16 MPa的節(jié)段拼接梁的裂縫擴(kuò)展情況基本一致，加載至極限荷載的42%～63%時(shí)，因?yàn)槌咝阅芑炷量估瓘?qiáng)度要高于接縫處結(jié)構(gòu)膠的抗拉強(qiáng)度，純彎曲段一側(cè)拼接縫位置膠體首先開裂，隨后彎曲裂縫基本出現(xiàn)在拼接縫截面，非接縫區(qū)幾乎沒有彎曲裂縫(圖5)，但因開裂區(qū)域集中的原因，節(jié)段拼接梁裂縫寬度相對(duì)整澆梁UB-KN-P1明顯偏大，詳見2.4節(jié)。

a—UB-KN-P1; b—UB-K0-P1; c—UB-K1-P1; d—UB-K1-P2; e—UB-K2-P1。圖5 試驗(yàn)梁裂縫分布Fig.5 Crack patterns of specimens

預(yù)壓應(yīng)力較小的試驗(yàn)梁UB-K1-P2，裂縫開展規(guī)律和其他節(jié)段梁基本一致，但試件更早開裂。破壞時(shí)混凝土壓碎的范圍和形態(tài)也和UB-K1-P1基本一致，說明預(yù)壓應(yīng)力大小對(duì)節(jié)段拼接梁受彎構(gòu)件的破壞形態(tài)影響較小。

2.2 荷載-跨中撓度曲線分析

試驗(yàn)梁荷載-撓度曲線如圖6所示，圖6中縱坐標(biāo)為跨中壓力傳感器讀數(shù)，橫坐標(biāo)為消除支座變形跨中豎向位移。主要試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

圖6a描述了相同預(yù)壓應(yīng)力，不同鍵齒構(gòu)造對(duì)荷載-撓度曲線的影響。可以發(fā)現(xiàn)：預(yù)壓應(yīng)力相同的4片試驗(yàn)梁，荷載位移曲線基本類似，呈現(xiàn)4個(gè)階段：第1階段為試件開裂前的彈性階段，荷載-位移曲線基本呈線性；第2階段為裂縫開展階段，此階段裂縫寬度和高度不斷增長(zhǎng)，鋼絞線的應(yīng)力也不斷增加，因采用無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)鋼筋，荷載-撓度曲線呈現(xiàn)弧線；第3階段為破壞階段，受壓區(qū)混凝土突然壓碎，受壓區(qū)混凝土部分退出工作，荷載-位移曲線陡降，整澆梁下降最多，其他3片試驗(yàn)梁降低幅度基本一致；第4階段為破壞后階段，荷載急劇下降后趨于平緩，此階段，因受壓區(qū)混凝土壓碎截面中性軸基本位于受壓鋼束位置，主要依靠高強(qiáng)鋼筋抵抗外荷載，因此各試驗(yàn)梁在此階段能承擔(dān)的荷載幾乎一致。圖6b為不同預(yù)壓應(yīng)力的單齒UHPC節(jié)段預(yù)制拼裝梁荷載-撓度曲線，預(yù)壓力大小會(huì)影響試件的開裂荷載，但對(duì)極限荷載影響相對(duì)較小。預(yù)壓應(yīng)力為P1的UHPC預(yù)制單齒拼裝梁的開裂荷載高于預(yù)壓力為P2的42%左右。

a—鍵齒構(gòu)造的影響; b—預(yù)壓應(yīng)力的影響。圖6 荷載-跨中撓度曲線Fig.6 Relation curves of load-deflection at mid-spans

表5 試驗(yàn)梁主要試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Main results of test girders

可以發(fā)現(xiàn)：拼接縫構(gòu)造對(duì)荷載-撓度曲線影響較小，UHPC試驗(yàn)梁均具有較好的延性，而且拼接梁的延性優(yōu)于整澆梁；預(yù)壓應(yīng)力會(huì)影響試驗(yàn)梁的開裂荷載，但對(duì)極限荷載影響較??；拼裝梁比同條件下整澆梁的抗彎承載能力低9%～15%，接縫構(gòu)造對(duì)抗彎承載能力也有一定的影響，多齒構(gòu)件比同條件下單齒構(gòu)件承載力低4.5%，平齒構(gòu)件比多齒構(gòu)件承載力又低5.7%。

2.3 應(yīng)變分布規(guī)律

通過沿截面高度方向均勻布置的5個(gè)LVDT應(yīng)變測(cè)點(diǎn)(圖3)，可以獲取縱向應(yīng)變沿截面高度的分布情況，臨界截面的結(jié)果如圖7所示。試驗(yàn)梁UB-K1-P2接縫位置受拉邊緣LVDT試驗(yàn)過程中發(fā)生擾動(dòng)，測(cè)試數(shù)據(jù)在140 kN之后異常，故圖7d中未繪制該測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)結(jié)果。

從圖7可以發(fā)現(xiàn)：無論是否設(shè)置接縫、無論拼接縫的形式是單齒、多齒還是平齒，試驗(yàn)梁在各級(jí)荷載下的應(yīng)變基本符合平截面假定。

a—UB-KN-P1; b—UB-K1-P1; c—UB-K2-P1; d—UB-K1-P2; e—UB-K0-P1。圖7 試驗(yàn)梁斷面應(yīng)變Fig.7 Strain development along section height of different test girders

2.4 破壞截面壓應(yīng)變變化

圖8為破壞截面混凝土受壓邊緣壓應(yīng)變與荷載的關(guān)系，表5匯總了峰值荷載時(shí)刻，各試驗(yàn)梁受壓邊緣的最大壓應(yīng)變?？梢园l(fā)現(xiàn)：預(yù)壓應(yīng)力為16 MPa的試驗(yàn)梁達(dá)到峰值荷載時(shí)，整澆梁、單齒、平齒、多齒試件最大壓應(yīng)變分別為9 638×10-6、7 268×10-6、8 679×10-6、7 522×10-6。預(yù)壓力較小的構(gòu)件(UB-K1-P2)峰值應(yīng)力時(shí)刻的應(yīng)變?yōu)?5 745×10-6，由于該試驗(yàn)梁荷載達(dá)到峰值荷載前受壓區(qū)混凝土已壓碎，該應(yīng)變不具代表性。

圖8 試驗(yàn)梁最大壓應(yīng)變-荷載曲線Fig.8 Relation curves of loads and maximum compression strain of different test girders

結(jié)合試驗(yàn)現(xiàn)象，預(yù)壓應(yīng)力為16 MPa的試驗(yàn)梁峰值應(yīng)力時(shí)刻為受壓區(qū)混凝土壓碎時(shí)刻，通過該試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)UHPC材料受壓極限應(yīng)變明顯較普通混凝土大，壓碎時(shí)刻的極限應(yīng)變可達(dá)7 200×10-6以上。

2.5 受拉區(qū)鋼絞線應(yīng)變

圖9為受拉區(qū)鋼絞線應(yīng)力增量與荷載的關(guān)系曲線。鋼絞線應(yīng)力增量通過布置在錨具下的穿心式壓力傳感器測(cè)量得到。表6為各試驗(yàn)梁峰值荷載時(shí)受拉區(qū)鋼絞線應(yīng)力狀況?？梢园l(fā)現(xiàn)：預(yù)壓應(yīng)力為16 MPa的拼接梁，鋼絞線的應(yīng)力增量在363.2～576.4 MPa，非拼接梁的應(yīng)力增量為327.1 MPa，比帶接縫構(gòu)件應(yīng)力增量要小。同時(shí)也可以發(fā)現(xiàn)整澆梁鋼絞線應(yīng)力增量的增速要小于UHPC節(jié)段拼裝梁，預(yù)壓應(yīng)力為16 MPa的UHPC拼裝梁的鋼絞線應(yīng)力增量的增速要小于預(yù)壓應(yīng)力為9.5 MPa的梁的增速。

圖9 鋼絞線應(yīng)力增量-荷載曲線Fig.9 Relation curves of load and stress increments of steel strands

表6 受拉區(qū)鋼絞線應(yīng)力

3 UHPC節(jié)段拼接梁承載能力分析

彈性階段內(nèi)，UHPC節(jié)段預(yù)制梁與整澆梁的受力性能幾乎沒有差別；極限狀態(tài)下，兩者的抗彎受力性能有較大差別，故在進(jìn)行UHPC節(jié)段預(yù)制梁抗彎設(shè)計(jì)時(shí)不能忽視拼接縫的影響。目前的設(shè)計(jì)一般通過在整澆梁的基礎(chǔ)上考慮接縫折減系數(shù)的方式進(jìn)行節(jié)段預(yù)制拼接梁的抗彎承載能力計(jì)算。美國(guó)AASHTO標(biāo)準(zhǔn)[28]對(duì)節(jié)段預(yù)制拼裝梁設(shè)計(jì)作了相對(duì)系統(tǒng)的規(guī)定，見表7。

表7 AASHTO標(biāo)準(zhǔn)[28]抗彎折減系數(shù)規(guī)定Table 7 The AASHTO specification[28] for bending reduction factors

A類為濕接縫和環(huán)氧樹脂接縫；B類為干接縫。

本文中UHPC節(jié)段拼接梁采用的是剪力鍵有膠型，即在接縫處的鍵齒上涂抹環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠，環(huán)氧樹脂把節(jié)段UHPC黏結(jié)成整體。對(duì)UHPC拼接梁與同條件下整澆梁的抗彎承載力進(jìn)行了對(duì)比，見表8。

表8 整澆梁與拼接梁抗彎承載力對(duì)比Table 8 Comparisons of bending capacity between intergal casting girders and segmental precast girders

Mu1為UHPC整澆梁試驗(yàn)結(jié)果；Mu2為UHPC節(jié)段拼接梁試驗(yàn)結(jié)果。

由表8可以發(fā)現(xiàn)：拼接梁與整澆梁抗彎承載力的比值在0.86～0.95，均值為0.91，與美國(guó)AASHTO標(biāo)準(zhǔn)[28]中無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土體系A(chǔ)類接縫抗彎承載力折減系數(shù)為0.90基本吻合，說明美國(guó)AASHTO標(biāo)準(zhǔn)[28]提出的接縫折減系數(shù)基本適合UHPC節(jié)段拼裝梁，但根據(jù)本文試驗(yàn)研究分析可以發(fā)現(xiàn)其折減系數(shù)還應(yīng)與鍵齒類型有關(guān)，鍵齒影響系數(shù)需基于更多的試驗(yàn)及數(shù)值分析數(shù)據(jù)得到。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)5片試驗(yàn)梁的試驗(yàn)過程以及試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，得出如下結(jié)論：

1)試驗(yàn)梁均呈現(xiàn)典型的彎曲破壞，受壓區(qū)UHPC均壓碎，破壞時(shí)受壓邊緣的最大壓應(yīng)變可達(dá)7 200×10-6以上，無論是否設(shè)置拼接縫，應(yīng)變沿截面高度的分布規(guī)律基本滿足平截面假定。

2)與整澆梁裂縫不同，拼接梁的彎曲裂縫主要集中在拼接縫位置。

3)拼接縫構(gòu)造對(duì)荷載-撓度曲線影響較小，UHPC試驗(yàn)梁均具有較好的延性，且拼接梁的延性優(yōu)于整澆梁；預(yù)壓應(yīng)力會(huì)影響試驗(yàn)梁的開裂荷載，但對(duì)極限荷載影響較小。

4)拼裝梁比同條件下整澆梁的抗彎承載能力低9%～15%，接縫構(gòu)造對(duì)抗彎承載能力也有一定的影響，多齒構(gòu)件比同條件下單齒構(gòu)件承載力低4.5%，平齒構(gòu)件比多齒構(gòu)件承載力又低5.7%。

5)基于試驗(yàn)析發(fā)現(xiàn)美國(guó)AASHTO標(biāo)準(zhǔn)提出的抗彎承載力折減系數(shù)基本適合UHPC節(jié)段拼裝梁，但折減系數(shù)還應(yīng)與鍵齒類型有關(guān)，鍵齒影響系數(shù)需基于更多的試驗(yàn)及數(shù)值分析數(shù)據(jù)得到。