为了解决正交异性钢桥面的疲劳破坏病害,提出了一种基于免蒸养超高性能混凝土(UHPC)的钢桥面组合结构,结合实际工程给出了栓钉布置和钢筋间距的优化方案,总结了适用于钢桥面铺装的UHPC材料性能指标;对于大面积摊铺问题,设计了UHPC专用铺装施工设备,并进行了工艺性试验;通过有限元模拟分析了润扬大桥不同铺装体系下的变形情况,并与实桥监测数据进行了对比。结果表明:免蒸养UHPC结合完善的养护工艺能够抑制早期收缩裂缝的产生与发展;UHPC铺装相较于原环氧沥青混凝土铺装,钢桥面板的最大拉应变下降了53.3%,最大肋间相对挠度下降了42%;UHPC铺装能大幅提高桥面系的刚度,降低正交异性钢桥面板和铺装层的疲劳开裂风险。

研究了玄武岩纤维(BF)、聚丙烯纤维(PP)和钢纤维(SF)对免蒸养PHC大口径管桩混凝土的工作性能、力学性能及抗冲击性能的影响。结果表明,在保证坍落度的条件下,BF和PP的掺入导致基准配比总用水量的增加,SF的掺入对基准配比总用水量影响不大;掺入BF和PP的混凝土因用水量的增加导致抗压抗折强度随着纤维掺量增加而降低,均低于空白组,而掺入SF的混凝土抗压抗折强度随着纤维掺量增加而增加,高于空白组;落球冲击试验结果表明,纤维的掺入提高了混凝土板单次冲击过程中弯曲荷载,降低了冲击过程中板的挠度;掺入SF的混凝土具有最高的重复落球冲击次数,掺入PP的混凝土抗冲击次数也略高于空白组,掺入BF的混凝土板承受的重复冲击次数仅略高于未掺纤维的空白组。

为有效降低PHC管桩生产过程中的能耗及简化生产工序,采用优选的混凝土配合比和早期保温养护措施,并充分利用环境温度对PHC管桩的作用,开发出了免蒸养高耐久性PHC管桩工艺技术。试验结果及工程应用情况表明,免蒸养PHC管桩混凝土的抗压强度完全能满足规范要求,具有较高的弹性模量、耐久性,可有效降低PHC管桩的生产能耗,且沉桩效果良好。