CFRP拉索预应力超高性能混凝土斜拉桥力学性能分析
2012-08-18凡凤红
中国工程科学 2012年7期
方 志,任 亮,2,凡凤红
(1.湖南大学土木工程学院,长沙410082;2.华东交通大学土木建筑学院,南昌330013)
1 前言
混凝土斜拉桥以其耐久好、造价和维护费用相对较低等优势已成为大跨桥梁结构中一种非常具有竞争力的桥型。但因普通混凝土的比强度较低,使得现有采用普通混凝土主梁斜拉桥的适用跨径一般在500 m以内,更大跨径的斜拉桥多采用钢-混凝土叠合梁或钢梁。因此,提高混凝土斜拉桥的跨越能力、扩展混凝土斜拉桥的应用范围一直倍受关注。轻质、高强、耐久性好的超高性能混凝土(ultra high performance concrete,UHPC)以及高级复合材料的出现,为超大跨度混凝土斜拉桥的成功修建提供了可能。
作为UHPC中的一员,RPC具有强度高、韧性大和耐久性能优异等特点,且在热养护条件下几乎没有收缩,在长期荷载作用下的徐变也很小(仅为普通混凝土的1/10左右)[1]。特别是其抗压比强度(抗压强度与密度之比)较高,约为普通混凝土的7倍、普通钢材的2倍。在具有相同抗弯能力的前提下,RPC结构的重量仅为普通混凝土结构的1/2~1/3,几乎与钢结构相近,因此非常适于构成超大跨径混凝土斜拉桥的主梁。
对于超大跨度斜拉桥,如果采用传统的钢制斜拉索,其自重将较大,使得其等效弹性模量随着跨度的增加而急剧下降,同时钢索的耐腐蚀性能较差,对结构耐久性的影响也不容忽视。CFRP的出现为这一问题的解决提供了途径。与传统钢索相比,CFRP索具有更高的抗拉比强度(抗拉强度与密度之比)和比刚度(弹性模量与密度之比),且具有良好的耐腐蚀性能和抗疲劳性能,非常适于构成大跨度斜拉桥的拉索[2]。……
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