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    超高性能混凝土外墻系統專業承建商

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    中國UHPC技術應用及發展

    时间:2020-08-25     

    中國混凝土與水泥制品協會超高性能水泥基材料與工程技術分會(簡稱CCPA-UHPC分會)搭建起UHPC中文交流的本土化平臺——CCPA-UHPC論壇,主旨為“分享UHPC知識與經驗,啟發創意與創新,討論技術空白點與努力方向”。首屆CCPA-UHPC論壇為期1天,于2019年6月30日在南昌舉辦。以下為報告簡要介紹,可一窺中國UHPC技術與應用發展現狀。

    湖南大學——UHPC橋梁、鋼-UHPC復合橋面結構等的研究與應用取得豐碩成果

    湖南大學黃政宇教授、邵旭東教授和方志教授的團隊,在中國較早開展UHPC材料研究、橋梁應用研究和工程實踐,所發展的鋼-UHPC復合橋面結構很好地解決了困擾鋼橋的兩大難題——橋面鋪裝壽命短和鋼結構易疲勞損傷。鋼-UHPC復合橋面2011年首次在廣東肇慶馬房大橋應用,截至2018年11月已在中國用于60余座鋼橋,橋面面積超過百萬平方米。

    方志教授為本次論壇準備了報告“超高性能混凝土結構設計基本理論及工程應用”(方志教授因故未能前來參加論壇,委托他的學生,華東交通大學副教授任亮博士代為報告),介紹了編制湖南省工程建設地方標準DBJ43/T325—2017《活性粉末混凝土結構技術規程 》的結構設計理論、試驗依據和應用。方志教授開展了一些開創性UHPC結構設計和工程實踐,如主持設計了長沙北辰三角洲跨街天橋(可通行消防車輛)——中國首座節段預制拼裝預應力UHPC連續箱梁橋,結構輕盈、美觀,36.8m主跨一跨過街,梁跨高比約1/28,該橋2016年1月8日建成并開放交通;設計將UHPC(RPC)用于混合梁斜拉橋鋼-混結合段,并分別在云南六庫怒江二橋 (2014)、湖北石首長江大橋(2018)和湖北嘉魚長江大橋(2018)上成功應用;設計和實施用UHPC加固預應力混凝土箱梁橋主梁(混凝土強度不足的新建橋梁);為法國設計的24m、27m跨大跨預應力UHPC (RPC)屋面梁進行審核優化,等等。(注:方志教授將“活性粉末混凝土”即RPC作為UHPC中的一個品種,仍使用RPC名稱)

    方志教授指出:UHPC因其超高強度、高韌性、高耐久性可有效減輕結構自重、提高結構的承載能力和耐久性,可實現運營階段主體結構免維護。任何材料均有其自身的優點和不足及其合理的適用范圍,UHPC也不例外。

      湖南大學方志委托華東交通大學任亮報告

    清華大學——運用高性能混凝土材料發展高性能結構,合理選擇結構材料或組合結構

    清華大學博士后黨爭介紹了“復材約束UHPC與ECC軸壓性能試驗研究”。結果表明,復材(FRP)的側向約束充足時,UHPC和ECC均可呈現出軸壓“強化”的行為特點;側向約束不足時,由于纖維“自約束作用”,UHPC和ECC更易出現應力下降(“軟化”行為)。

      清華大學黨爭報告

    清華大學樊健生教授結合多個科研和工程項目中的工作,分享了運用高性能混凝土材料來發展高性能結構的體會和思考。他指出,工程材料是工程結構技術進步的基礎和最重要推動力。結構工程研究和設計的核心內容之一,就是在經濟、技術、自然等條件限制下,針對結構在受力、施工、耐久等方面的實際需求,根據材料特征來盡量合理、高效地使用工程材料。

    樊教授以斜拉橋、拱橋為例,從橋梁不同區段受拉或受壓狀況、需要輕還是重以及抗裂需求等方面分析,說明如何合理選擇結構材料或組合結構。樊教授進一步以懸索橋鋼-超高性能混凝土組合橋面為例,將鋼-UHPC鋪裝體系、鋼-UHPC梁板組合體系與傳統正交異性鋼橋面和鋼-混凝土梁板組合體系進行比較,四種方案的關鍵性整體設計指標各有優劣,兩個UHPC方案也非全優方案。也就是說,橋梁設計方案的選擇,需要基于多因素綜合評估、對比進行決策。

    統計分析與UHPC相關的國家自然科學基金項目(2013~2017面上和青年項目)和中文期刊發表的論文(2014~2018),樊教授發現中國UHPC應用研究熱點在橋梁上。他建議擴展應用研究的領域,發揮UHPC材料特長,例如用UHPC連接預制混凝土構件,可以形成“強節點、弱構件”,提高裝配結構的抗震性能。樊教授介紹,他們團隊研究用低收縮高延性水泥基復合材料(LSECC)連接裝配式建筑構件,試驗證明可提升節點域的抗震性能(達到現澆結構的抗震水平),并降低裝配建筑的節點施工難度。

      清華大學樊健生報告

    哈爾濱工業大學——負責編制的《超高性能混凝土結構設計技術規程》即將進入征求意見階段

    哈爾濱工業大學吳香國教授的報告《超高性能混凝土結構構件設計若干探討》,介紹了在編制標準《超高性能混凝土結構設計技術規程》內容,并分析了關鍵性問題。設計技術規程以安全、適用、經濟為原則,確定UHPC材料力學性能和基本設計原則,構件受彎、受剪、受壓、受拉、局壓設計方法,以及構造設計,并規定典型應用技術要求。吳教授結合現行國內外相關規范的條款對比分析,探究相關方法的科學性、合理性。吳香國教授帶領的規程編制組,進行了多種多樣UHPC結構驗算,確保設計方法的適用性和可靠性。

      哈爾濱工業大學吳香國報告

    CCPA組織編寫的UHPC標準規范,2018年完成并發布了《超高性能混凝土基本性能與試驗方法》(T/CBMF 37、T/CCPA 7-2018)。本次論壇發布了新書《超高性能混凝土基本性能與試驗方法》,該書匯集了編制同名標準(T/CBMF 37—2018)的基礎性和支撐性材料,內容包括:UHPC制備原理、發展歷程和國外標準化工作介紹,UHPC應用中需要關注的問題、材料性能與取值建議,UHPC基本性能的平行試驗與結果分析等,可作為T/CBMF 37標準的背景材料和應用導讀。

    現在在編的《超高性能混凝土預制構件生產技術規程》、《超高性能混凝土現澆施工技術規程》和《超高性能混凝土結構設計技術規程》已經完成或即將完成征求意見稿,陸續進入征求意見階段。

    期望大家關注UHPC系列標準征求意見,為標準規范提意見和建言獻策,共同努力使UHPC標準規范制定的科學合理且先進。


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