摘要：超高性能混凝土（UHPC）由于其优异的力学性能和耐久性，在各种结构设计中得到了广泛的应用，近年来对其性能的研究也得到了迅速的发展。UHPC由于造价较高，在桥梁工程中的应用受到限制，但对UHPC在不同桥梁构件中的受力性能知之甚少。超高性能混凝土的推广和应用将为目前桥梁工程中难以解决的诸多技术问题提供一种有效的解决途径，在桥梁工程中具有更为广阔的发展前景。基于此，本文详细分析了超高性能混凝土在桥梁工程中的应用措施。

关键词：超高性能混凝土;桥梁工程;应用

引言

超高性能混凝土（UHPC）是近30年来从混凝土力学性能和耐久性角度发展起来的最具创新性的水泥基结构工程材料之一。第一代超高性能混凝土CRC（Compact-ReinforcedComposite）诞生于丹麦奥尔堡。CRC以烧结铝土矿为骨料，掺入钢纤维以提高材料的韧性。受当时高效减水剂性能的影响，CRC或早期UHPC由于其自身的缺陷，很难通过振动达到令人满意的均匀性粘度。随着设计原则的改进和高效减水剂（聚羧酸）的引入，UHPC自密实混凝土的施工性能与早期的CRC或RPC相比有着共同的特点。

1 UHPC的材料性能

1.1抗碳化

相关研究发现在进行碳化试验28d后，在大掺量粉煤灰活性粉末混凝土中并未观察到碳化现象，而C80混凝土的平均碳化深度为1.37mm。UHPC试件放在二氧化碳环境中养护90d后，在UHPC试件中也没有观察到碳化现象;而在二氧化环境中碳养护6个月后，观察到碳化深度也仅为0.5mm;碳化1～3年后，UHPC试件的碳化深度也仅约为1.5～2.0mm，比HSC和OC低2.5～4.5倍。此外，卡塞尔大学对活性粉末混凝土和超高性能混凝土在90℃低压蒸汽养护下进行长期的碳化测试，UHPC在二氧化碳环境中养护3年后，UHPC的最大碳化深度也仅为1.7mm。由此可见，相比于HSC和OC，UHPC拥有更为优异的抗碳化性能。碳化是一个扩散过程，CO2侵入混凝土毛细孔隙系统，与混凝土内部水化产物反应，使混凝土内部丧失高碱性环境。

1.2耐久性

UHPC具有很低的水胶比、较高的堆积密度和较低的孔隙率，因此在应用中可获得较高的抗有害介质侵蚀性、较低的渗透性和较好的耐磨性能。有研究学者在硫酸铵、硫酸钙、乙酸、硝酸盐和海水的环境中测试了UHPC的耐久性能。试验结果非常令人鼓舞，因为UHPC构件没有重量和强度损失。UHPC在抗氯离子渗透性、抗碳性和耐磨性方面均优于普通混凝土。因此，在特殊环境条件下（特别是腐蚀性环境下）具有广阔的应用前景[1]。

2 UHPC在桥梁工程中的应用

2.1原材料选择

（1）超高性能混凝土对原材料的要求较高，应选择需水量小且水热化较低的水泥，同时保持一定的细度，以保证其流动性，结合上述条件要求，本次施工选用42.5的硅酸盐水泥。（2）超高性能混凝土应选择强度较高的集料，以保证混凝土的强度，本次施工选用的粗集料为花岗岩、石灰岩等，细集料选用中粗砂，在进行集料准备时应严格控制集料的粒径，以保证混凝土的质量。（3）为保证某工程超高性能混凝土的耐久性、流动性、密实性，在材料准备中，应准备适量的减水剂，以减少超高性能混凝土制备中对水的需求量，从而降低混凝土制备时的水热化反应，保证混凝土的性能。

2.2 UHPC在桥梁连接件中的应用

为了实现一个安全、持久的公路交通系统，必须考虑桥梁的各个部分，包括连接件（如横向和竖向连接件、可伸缩连接件等）。在桥梁工程中，为保证连接性能，传统的预制构件连接方法需要复杂的细部钢筋结构，这增加了连接区域的施工难度。UHPC材料具有高抗压强度、高抗拉强度、低蠕变、高耐久性等特点，为预制桥梁体系的连接设计和施工问题提供了解决方案之一。UHPC可以简化连接区域钢筋的细节，从而提高构件的可施工性，简化现场装配过程。UHPC材料允许使用小型、简单的连接，同时提供更好的整体性能。

2.3浇筑振捣

（1）超高性能混凝土运送至某工程施工现场后，在混凝土浇筑前，由试验工程师现场检测混凝土的坍落度、入模温度等参数，确保其坍落度大于180mm，入模温度控制在5～30℃，检测合格之后，采用泵送的方式进行混凝土的浇筑。（2）本次超高性能混凝土的浇筑中，针对大体积混凝土的浇筑采用分层浇筑的方式，针对混凝土高度较小的构件整个浇筑过程应一次连续施工完成，以减少施工缝，保证混凝土结构的整体性。（3）为保证超高性能混凝土的施工质量，在混凝土浇筑时，同步进行混凝土的振捣工作，振捣的主要目的是使混凝土更密实。振捣过程中，施工人员要坚持慢插快拔的原则，在指定的振捣位置进行振捣，每次振捣时间应控制在45s，以保证振捣效果，此外，振捣棒应注意与模板保持一定距离，以免在工作时对模板造成损害，影响施工质量。

2.4 UHPC在桥面铺装中的应用

桥面铺装属于桥梁结构的直接磨损部分，不仅受车辆摩擦的影响，还受雨水冲刷和热膨胀的影响。近年来，随着我国交通荷载的不断增加，桥面铺装层的使用寿命急剧下降，一些研究者考虑用UHPC材料代替传统的铺装材料来缓解这一问题[2]。

3超高强混凝土在大跨度桥梁中的应用前景

目前，大跨度桥梁出现的裂缝类型主要有：（1）预应力混凝土连续箱梁的一般挠度和裂缝;（2）钢桥面铺装和桥面结构裂缝;（3）钢-混凝土组合梁负弯矩区混凝土裂缝。大跨度桥梁混凝土梁的挠度和裂缝效应一直是一个严重的问题。目前，学者们提出了单向预应力UHPC薄壁连续箱梁结构来解决这些问题，并对UHPC连续箱梁桥进行了概念设计。研究表明，这种新型超高强混凝土结构能有效地减少梁桥的裂缝和挠度。采用抗拉强度很强的UHPC代替传统的混凝土作为桥梁体系，可以大大提高桥面的刚度，显著提高铺装层的应力，降低钢结构的疲劳应力，有效减少裂缝。

结语

超高性能混凝土在道路桥梁施工中的应用越来越广泛，为保证超高性能混凝土的施工质量，施工单位应加强各环节的质量控制和管理，并通过在实践中的不断探索进一步完善其施工工艺，保证工程的施工质量。

参考文献

[1]商显超.超高性能混凝土在桥梁工程中的应用探讨[J].居舍，2019（34）：33.

[2]孙莉，戴玮.超高性能混凝土在桥梁工程中的应用案例分析[J].北方交通，2017（11）：16-19.DOI：10.15996/j.cnki.bfjt.2017.11.005.