超高性能混凝土在肋拱橋中的應用.pdf

1、超高性能混凝土是一種新型的復合材料，也叫活性粉末混凝土(ReactivePowder Concrete，RPC)，對比普通混凝土來說，它具有超高強度、高韌性、高抗?jié)B性和耐久性好等優(yōu)點。實際工程中使用超高性能混凝土材料，可達到減小構(gòu)件截面尺寸，減輕結(jié)構(gòu)自重，節(jié)省材料用量，增長材料使用壽命的效果。超高性能混凝土最顯著的優(yōu)點是抗壓強度極高，而拱體系結(jié)構(gòu)屬于壓彎構(gòu)件，充分利用了超高性能混凝土抗壓強度高的特點，對于RPC肋拱橋優(yōu)異的受力性能非常值

2、得研究探討。在國內(nèi)外對超高性能混凝土展開的研究和應用背景下，本文對超高性能混凝土在肋拱橋中的應用進行了嘗試性的探討和研究，證明了超高性能混凝土應用到肋拱橋中的可行性和優(yōu)越性。其主要內(nèi)容和相應的研究成果如下:
　　(1)用ANSYS軟件對RPC矩形截面拱肋進行優(yōu)化設計分析。優(yōu)化設計以混凝土材料和拱肋截面尺寸為設計變量，在一定的撓度和應力范圍內(nèi)，使得拱肋體積取得最小值，得出矩形截面拱肋的最優(yōu)截面尺寸，其高度和寬度約為普通混凝土的0.8

3、0h倍和0.833b;
　　(2)對RPC肋拱橋和普通混凝土肋拱橋進行Midas建模，研究了兩者的靜力性能，對比RPC肋拱橋和普通混凝土肋拱橋的應力、彎矩、軸力、剪力的大小，得出RPC肋拱橋由于截面尺寸的減小，其拱肋應力要比普通混凝土的要高出20％～34％，而各荷載工況下RPC肋拱橋的彎矩、軸力、剪力要比普通混凝土肋拱橋的要小，減小大約14％～35％;
　　(3)對RPC肋拱橋和普通混凝土肋拱橋進行動力特性分析，對比研究兩者

4、的自振頻率和振型，得出截面尺寸減小后RPC肋拱橋前十階自振頻率比普通混凝土肋拱橋的要小，減小1％～15％;
　　(4)通過比較兩者拱肋豎向位移，研究了它們的剛度，得出RPC肋拱橋拱肋各控制截面的豎向位移要比普通混凝土的要大，前者是后者的1.01～1.12倍，證明RPC肋拱橋的剛度比普通混凝土肋拱橋的要小，并在理論上簡要分析了RPC肋拱橋的抗裂性，得出其抗裂性得到增強;
　　(5)對RPC肋拱橋和普通混凝土肋拱橋進行了穩(wěn)定性分