■艾四芽 胡夢(mèng)涵 陳 榕 劉佑偉 鄭志東 林萬(wàn)福 劉曉光

（1.福建省交通科技發(fā)展集團(tuán)有限責(zé)任公司，福州 350026；2.北京建筑大學(xué)，北京 102616；3.福建承昌建設(shè)工程有限公司，廈門(mén) 361022；4.廈門(mén)市政集團(tuán)有限公司，廈門(mén) 361008；5.福州市交通建設(shè)集團(tuán)有限公司，福州 350028；6.福建路港（集團(tuán)） 有限公司，泉州 362000；7.福建省二建建設(shè)集團(tuán)有限公司，福州 350003））

加快推進(jìn)高性能、綠色、可持續(xù)性橋梁工程建設(shè)是提升我國(guó)橋梁高效建設(shè)與安全運(yùn)營(yíng)的重要途徑。 預(yù)制裝配式橋梁具有環(huán)境友好，資源節(jié)約，減少城市交通擁堵，降低建造環(huán)境依賴性，提高橋梁安全性和耐久性等特點(diǎn)。 特別是對(duì)于西部地區(qū)橋梁工程和跨海長(zhǎng)大橋梁工程，其高寒的氣候條件、有限的施工平臺(tái)使預(yù)制裝配式橋梁建造技術(shù)受到建筑業(yè)主及政府人員的廣泛關(guān)注。 目前針對(duì)預(yù)制裝配式橋梁建造技術(shù)的研究與應(yīng)用多集中于下部墩柱結(jié)構(gòu)[1]，主要研究承臺(tái)/蓋梁與橋墩的有效快速連接[2]。實(shí)際工程中上部橋面板結(jié)構(gòu)多采用現(xiàn)澆技術(shù)，造成施工現(xiàn)場(chǎng)澆筑工作量大，施工條件受天氣環(huán)境影響嚴(yán)重。 為了最大程度加快施工速度，實(shí)現(xiàn)橋梁一體化裝配，近年來(lái)預(yù)制拼裝橋面板在橋梁快速建造工程與舊橋改造工程中的應(yīng)用逐步擴(kuò)大。 接縫作為預(yù)制拼裝橋面板連接的主要部位，其施工速度決定了預(yù)制拼裝橋面板的建造速度；橋面板接縫在車(chē)輛荷載作用下承受彎、剪、疲勞等共同作用，極易出現(xiàn)裂縫，造成橋面板接縫內(nèi)鋼筋發(fā)生銹蝕，使承載力以及剛度顯著下降，橋梁使用壽命極大降低。 因此橋梁服役過(guò)程中，預(yù)制拼裝式橋面板接縫作為極易出現(xiàn)病害的部位，很大程度決定了橋面板使用性能與壽命[3-4]。 現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)外工程中采用的橋面板接縫形式有干接縫[5]與濕接縫[6]。 干接縫不需要現(xiàn)場(chǎng)澆筑，但是對(duì)預(yù)制構(gòu)件的精度要求很高；濕接縫則現(xiàn)場(chǎng)澆筑量小，整體性能好，因此是預(yù)制拼裝式橋面板普遍采用的接縫形式。 本文針對(duì)常見(jiàn)濕接縫（包括焊接鋼板濕接縫和預(yù)埋普通鋼筋濕接縫）、 預(yù)應(yīng)力濕接縫、 高性能材料濕接縫及其性能進(jìn)行分析。綜合各種濕接縫性能的優(yōu)劣和高性能材料的優(yōu)越力學(xué)性能， 提出一種新型裝配式橋面結(jié)構(gòu)連接技術(shù)，旨在實(shí)現(xiàn)預(yù)制拼裝橋面板的快速建造以及使用過(guò)程中受損橋面板的方便更換，以提高其受力性能和經(jīng)濟(jì)性。

1 常見(jiàn)濕接縫及其性能

1.1 焊接鋼板濕接縫

焊接鋼板濕接縫是在預(yù)制橋面板兩側(cè)間隔一定距離設(shè)置預(yù)埋鋼板，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，將預(yù)埋鋼板進(jìn)行焊接，最后在預(yù)留孔澆筑灌漿料。 焊接鋼板濕接縫預(yù)留后澆帶寬度小， 因此具有現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)澆量小、施工便捷、受施工環(huán)境影響較小等優(yōu)點(diǎn)。 Culmo[7]提出常見(jiàn)的2 種焊接鋼板濕接縫的形式，形式一是通過(guò)鋼板將兩側(cè)角鋼焊接；形式二是通過(guò)連接鋼棒焊接兩側(cè)預(yù)埋鋼板。針對(duì)形式一，Stanton 等[8]對(duì)6 個(gè)焊接鋼板濕接縫進(jìn)行試驗(yàn)，并對(duì)構(gòu)造參數(shù)進(jìn)行研究。 針對(duì)形式二的2 種焊接鋼板濕接縫形式（焊接鋼板與栓釘錨固以及焊接鋼板與鋼筋錨固），Porter 等[9]進(jìn)行了剪切以及彎曲試驗(yàn)研究（圖1），研究發(fā)現(xiàn)：焊接鋼板與鋼筋錨固的連接形式具有較高的抗剪以及抗彎承載力； 焊接鋼板與栓釘錨固的抗剪能力優(yōu)良，但是抗彎能力較弱，其最終破壞形態(tài)表現(xiàn)為栓釘拔出破壞[9]。 Julander[10]對(duì)形式二的2 種濕接縫形式進(jìn)行數(shù)值模擬的結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好，也為焊接鋼板濕接縫的精細(xì)化數(shù)值模擬方法提供了參考。 此外，由于焊接鋼板濕接縫抗彎承載力較低，當(dāng)預(yù)埋鋼板間間距過(guò)大時(shí)極易出現(xiàn)受彎裂縫，從而造成濕接縫開(kāi)裂甚至發(fā)生滲水等問(wèn)題[11]，因此焊接鋼板濕接縫現(xiàn)多應(yīng)用于小車(chē)流量的橋梁。

圖1 焊接鋼板濕接縫的2 種錨固方式

1.2 預(yù)埋普通鋼筋濕接縫

預(yù)埋普通鋼筋濕接縫能夠?qū)崿F(xiàn)接縫處鋼筋與混凝土良好的錨固性能，減少接縫處長(zhǎng)度從而降低現(xiàn)場(chǎng)澆筑量，是目前工程上應(yīng)用較廣泛的接縫構(gòu)造形式。 根據(jù)預(yù)埋普通鋼筋不同的構(gòu)造形式將預(yù)埋普通鋼筋濕接縫分為環(huán)形鋼筋濕接縫和帶端頭鋼筋濕接縫（圖2）。

圖2 普通鋼筋濕接縫

1.2.1 環(huán)形鋼筋濕接縫

環(huán)形鋼筋濕接縫是相鄰預(yù)制混凝土構(gòu)件端部環(huán)形鋼筋在接縫處交錯(cuò)布置， 具有一定重疊長(zhǎng)度。此種濕接縫構(gòu)造簡(jiǎn)單， 現(xiàn)場(chǎng)不需要綁扎焊接工作，提高施工速度。 Ryu 等[12]通過(guò)彎曲靜載與疲勞荷載試驗(yàn)，研究不同鋼筋直徑與濕接縫寬度對(duì)環(huán)形鋼筋濕接縫剛度與強(qiáng)度的影響，試驗(yàn)研究表明：環(huán)形鋼筋的直徑在13～19 mm，濕接縫寬度在250～350 mm時(shí)，接縫處的極限承載力和延性能夠等同現(xiàn)澆；當(dāng)接縫處寬度不足時(shí)，接縫剛度與強(qiáng)度發(fā)生降低。Ma等[13]對(duì)環(huán)形鋼筋進(jìn)行彎曲靜載試驗(yàn)，研究表明：采用彎曲直徑為3 倍連接鋼筋直徑的環(huán)形鋼筋可以實(shí)現(xiàn)接縫處良好連接；環(huán)形濕接縫破壞模式均為延性破壞，抗彎承載力高；影響抗彎承載力的因素主要有混凝土強(qiáng)度與鋼筋搭接長(zhǎng)度。Ma 等[14]提出拉壓桿理論分析模型對(duì)其抗拉承載力進(jìn)行預(yù)測(cè)。 Zhu 等[15]對(duì)環(huán)形鋼筋濕接縫進(jìn)行疲勞拉伸試驗(yàn)， 研究表明：環(huán)形鋼筋濕接縫裂縫寬度隨著施加荷載增大而增大；隨著疲勞次數(shù)增加，對(duì)微應(yīng)變影響不大。He 等[16]通過(guò)環(huán)形鋼筋濕接縫試驗(yàn)研究，提出拉壓桿分析模型來(lái)預(yù)測(cè)濕接縫的抗彎以及抗拉承載力，并對(duì)環(huán)形鋼筋濕接縫的鋼筋間距、搭接長(zhǎng)度和灌漿料強(qiáng)度等提出設(shè)計(jì)建議。 環(huán)形鋼筋在預(yù)制構(gòu)件兩端伸出鋼筋長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)輸困難和吊裝就位過(guò)程難度大，且在使用過(guò)程中接縫處易開(kāi)裂，造成滲水現(xiàn)象。

1.2.2 帶端頭鋼筋濕接縫

帶端頭鋼筋濕接縫是在構(gòu)件端部鋼筋末端增加錨固板以提高濕接縫鋼筋的錨固性能。 Li 等[11]通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)帶端頭鋼筋濕接縫具有良好的傳力途徑， 抗彎性能的影響因素為搭接長(zhǎng)度與鋼筋間距，并通過(guò)彎曲疲勞試驗(yàn)證明該種濕接縫具有良好的抗疲勞性能[17]。 Li 等[18]將帶端頭鋼筋濕接縫的受力機(jī)理簡(jiǎn)化成拉壓桿模型，提出帶端頭鋼筋濕接縫的抗拉和抗彎承載力的計(jì)算公式。

2 預(yù)應(yīng)力濕接縫

2.1 全長(zhǎng)或全寬預(yù)應(yīng)力筋濕接縫

沿全長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力濕接縫分為沿順橋向和沿橫橋向張拉預(yù)應(yīng)力。 為實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力管道的對(duì)接，沿全長(zhǎng)或者全寬施加預(yù)應(yīng)力濕接縫對(duì)橋面板的施工精度要求較高。 值得注意的是，接縫位置的滲水問(wèn)題會(huì)使錨固裝置產(chǎn)生銹蝕[7]；沿全長(zhǎng)或者全寬施加預(yù)應(yīng)力會(huì)造成后期不易局部更換橋面板，且顯著提高材料以及施工成本。

2.2 局部預(yù)應(yīng)力筋濕接縫

局部預(yù)應(yīng)力筋濕接縫是僅在濕接縫附近范圍內(nèi)施加預(yù)應(yīng)力，即將預(yù)應(yīng)力筋管道做成曲線型且錨固裝置設(shè)置于橋面板上部便于局部預(yù)應(yīng)力筋張拉（圖3）。此種新型接縫形式不僅具有節(jié)省材料成本、施工便利的優(yōu)點(diǎn)，而且可以實(shí)現(xiàn)后期局部更換受損橋面板。Porter 等[6]通過(guò)彎曲靜載試驗(yàn)對(duì)錨固區(qū)間距為610 mm 與914 mm 的局部預(yù)應(yīng)力筋濕接縫進(jìn)行研究，試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，錨固區(qū)間距大的開(kāi)裂彎矩和抗彎承載力大。 Roberts[19]通過(guò)負(fù)彎矩靜載試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)錨固區(qū)間距為914 mm 的局部預(yù)應(yīng)力筋濕接縫抗彎承載力比全長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力筋濕接縫略小，但是能夠滿足設(shè)計(jì)使用要求； 通過(guò)抗剪試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)錨固區(qū)間距為914 mm 的局部預(yù)應(yīng)力濕接縫受剪破壞時(shí)，失效模式不理想：錨固板被拉入混凝土中，錨固區(qū)域受損，可以通過(guò)增大錨固區(qū)間距解決。 Wells 等[20]進(jìn)行1829 mm 局部預(yù)應(yīng)力筋濕接縫抗彎和抗剪試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：錨固區(qū)間距為1829 mm 的局部預(yù)應(yīng)力濕接縫大于全長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力筋濕接縫正（負(fù)）彎矩承載力，抗剪剛度大于AASHTO LFRD 規(guī)范計(jì)算的抗剪剛度且抗剪失效模式理想。 綜上所述，局部預(yù)應(yīng)力筋濕接縫具有明顯的力學(xué)性能與耐久性優(yōu)勢(shì)，后期可開(kāi)展局部預(yù)應(yīng)力筋濕接縫與其他連接形式結(jié)合的連接方式的研究，進(jìn)一步降低接縫處預(yù)應(yīng)力筋使用量并增強(qiáng)其力學(xué)性能。

圖3 局部預(yù)應(yīng)力筋濕接縫

3 高性能材料濕接縫及其性能

3.1 超高性能混凝土（UHPC）在濕接縫中的應(yīng)用

由于超高性能混凝土（UHPC）具有高強(qiáng)度、高延性、高耐久性與高環(huán)保的特點(diǎn)，逐漸應(yīng)用于橋梁濕接縫中，其可以減小濕接縫寬度，簡(jiǎn)化濕接縫構(gòu)造，提高接縫處的耐久性能。 Hussein 等[21]研究發(fā)現(xiàn)UHPC 濕接縫與其他灌漿料接縫相比， 擁有更高的剪切承載力。 Graybeal 等[22]通過(guò)靜載和疲勞試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，UHPC 濕接縫無(wú)論作為橫縫還是縱縫均表現(xiàn)出良好的性能，能夠滿足甚至超過(guò)使用傳統(tǒng)灌漿料的橋 面 板 接 縫 性 能。 Hartwell 等[23]及Kolisko 等[24]對(duì)UHPC 濕接縫進(jìn)行負(fù)彎矩試驗(yàn)， 發(fā)現(xiàn)UHPC 作為濕接縫不僅可以節(jié)約原材料，簡(jiǎn)化接縫處構(gòu)造，且具有良好的力學(xué)性能，并提出相應(yīng)設(shè)計(jì)方法以及施工建議。 國(guó)外已有UHPC 濕接縫在橋面板的實(shí)際應(yīng)用，例如：美國(guó)紐約23 號(hào)公路橋與31 號(hào)公路橋[25]；加拿大Rainy Lake Bridge 與Wabigoon River Bridge[26]。然而針對(duì)UHPC 濕接縫的應(yīng)用以及設(shè)計(jì)方法還缺乏深入研究。

3.2 FRP 筋在濕接縫中的應(yīng)用

FRP 筋是近年來(lái)興起的一種高性能材料，具有高耐腐蝕性和抗拉強(qiáng)度。 橋面板在車(chē)輛荷載作用下極易出現(xiàn)裂縫， 產(chǎn)生滲水現(xiàn)象造成橋面板鋼筋銹蝕，使橋面板延性以及承載力明顯降低。 因此很多學(xué)者提出將FRP 筋作為普通受力鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋使用，以提高預(yù)制拼裝橋面板的耐久性。 Arafa 等[27]將FRP 筋作為普通鋼筋，UHPC 作為接縫處灌漿料的橋面板進(jìn)行負(fù)彎矩和剪力試驗(yàn)，分析接縫的破壞模式， 發(fā)現(xiàn)該橋面板具有很好的連續(xù)性與整體性，并且接縫處具有充足的強(qiáng)度。 Weber 等[28]提出將CFRP 筋作為預(yù)應(yīng)力筋用于全長(zhǎng)張拉預(yù)應(yīng)力筋濕接縫中，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：隨著初始預(yù)應(yīng)力增大，各力學(xué)性能均有所增大；當(dāng)初始預(yù)應(yīng)力增大到一定程度，極限荷載趨于穩(wěn)定。 目前，F(xiàn)RP 筋濕接縫形式已經(jīng)在美國(guó)Beaver Creek Bridge 與猶他州6 號(hào)公路中得到應(yīng)用[29]。

4 基于UHPC 和CFRP 筋的橋面板濕接縫連接構(gòu)造與拼裝方案

4.1 新型裝配式橋面結(jié)構(gòu)連接構(gòu)造

由前文可知：（1）焊接栓釘濕接縫具有優(yōu)越的抗剪性能；采用預(yù)應(yīng)力筋連接可以有效提高橋面板抗裂性能、耐久性以及整體性；（2）沿全長(zhǎng)布置預(yù)應(yīng)力筋的連接方式存在后期不易局部更換受損橋面板，預(yù)應(yīng)力筋成本高，經(jīng)濟(jì)性難保證等問(wèn)題；（3）局部張拉預(yù)應(yīng)力筋連接方式抗剪性能不佳，剪切荷載作用下破壞模式為錨板被拉入混凝土中，錨固區(qū)域受損，裂縫就轉(zhuǎn)變?yōu)榻涌p的脫粘失效；相反，焊接預(yù)埋鋼板濕接縫的抗剪能力優(yōu)良，但是抗彎能力較弱。因此，為了提出一種建造速度快、受力性能好、經(jīng)濟(jì)性優(yōu)越且使用過(guò)程中便于更換受損橋面板的連接方式，本文提出將預(yù)埋焊接栓釘優(yōu)越抗剪性能與彎曲預(yù)應(yīng)力筋濕接縫良好抗彎性能相結(jié)合，采用預(yù)埋焊接栓釘與彎曲預(yù)應(yīng)力筋濕接縫組合的預(yù)制拼裝橋面板的連接方式（圖4）。 提出的接縫形式可使預(yù)制拼裝橋面板接縫具有優(yōu)良抗彎和抗剪性能，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)建造速度快、現(xiàn)場(chǎng)澆筑量小、成本低、力學(xué)性能良好，且長(zhǎng)期使用中方便加固補(bǔ)強(qiáng)的目標(biāo)，可以作為橫縫和縱縫用于鋼混組合梁橋等橋型。

圖4 預(yù)制拼裝橋面板接縫的構(gòu)造

4.2 新型裝配式橋面結(jié)構(gòu)拼裝流程

圖5 是基于UHPC 和CFRP 筋的橋面板濕接縫連接構(gòu)造的拼裝流程。 （1）綁扎預(yù)制構(gòu)件的鋼筋籠，并支模板，將預(yù)埋栓釘和預(yù)應(yīng)力管道在模板中完成就位，澆筑普通混凝土；（2）預(yù)制構(gòu)件的普通混凝土通過(guò)養(yǎng)護(hù)達(dá)到預(yù)期強(qiáng)度后，將2 塊預(yù)制混凝土橋面板進(jìn)行拼裝就位；（3）采用鋼棒將預(yù)埋螺釘焊接在一起；（4）在預(yù)埋焊接栓釘濕接縫和預(yù)應(yīng)力濕接縫的預(yù)留孔中澆筑UHPC，并采用濕布覆蓋，并在室溫中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；（5）當(dāng)UHPC 達(dá)到目標(biāo)強(qiáng)度時(shí)，將CFRP 筋穿過(guò)預(yù)應(yīng)力管道，用千斤頂進(jìn)行張拉；（6）預(yù)應(yīng)力管道中灌注普通強(qiáng)度的灌漿料， 完成基于UHPC 和CFRP 筋的橋面板拼裝。

圖5 新型裝配式橋面結(jié)構(gòu)濕接縫拼裝流程

5 用于橋面板濕接縫的UHPC 和CFRP 筋力學(xué)性能分析

預(yù)制拼裝橋面板連接的構(gòu)造形式及尺寸已經(jīng)確定，為了最終確定預(yù)制拼裝橋面板的連接方式，還需要確定各個(gè)連接部分所使用的材料。 目前工程中后澆段常采用普通灌漿料， 預(yù)應(yīng)力筋采用鋼絞線。 隨著材料加工以及機(jī)械制造工藝的提高，具有超高抗壓以及抗拉強(qiáng)度的UHPC 逐漸作為接縫處的后澆材料應(yīng)用于預(yù)制拼裝結(jié)構(gòu)中；此外具有超高強(qiáng)度的鋼筋以及耐腐蝕性強(qiáng)的CFRP 筋逐漸作為鋼筋以及預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)用于實(shí)際橋梁工程中。 為了根據(jù)各個(gè)部件的受力特點(diǎn)選取合適的材料，最大程度的發(fā)揮所選材料優(yōu)勢(shì)， 下面分別對(duì)CFRP 筋以及UHPC 的力學(xué)性能進(jìn)行試驗(yàn)研究。

5.1 CFRP 筋力學(xué)性能試驗(yàn)

CFRP 筋具有優(yōu)越的抗腐蝕以及抗拉能力，但是CFRP 筋的抗剪性能極差。 因此直接將CFRP 筋加持于試驗(yàn)機(jī)的夾頭中會(huì)造成CFRP 筋受剪破壞。在CFRP 筋兩端制作粘結(jié)型錨具， 將鋼管與CFRP筋通過(guò)粘結(jié)劑固定；利用鋼管良好的抗剪性能彌補(bǔ)CFRP 筋抗剪能力的劣勢(shì)， 進(jìn)而測(cè)得CFRP 筋的抗拉性能。 CFRP 筋粘結(jié)型錨具如圖6 所示。 在DN15鍍鋅管的兩端用封口封閉，上側(cè)鋼管兩端預(yù)留排氣孔，用注射器注射固結(jié)膠粘結(jié)鍍鋅管與CFRP 筋。

圖6 CFRP 筋錨具示意圖

為了確定錨具所用鍍鋅管的長(zhǎng)度，設(shè)計(jì)3 種長(zhǎng)度鍍鋅管的試件共6 個(gè)（L*=400、450、500 mm）。 3 種長(zhǎng)度試件的破壞模式如圖7 所示。 可以看出：鍍鋅管長(zhǎng)度為400 mm 和450 mm 時(shí)，鍍鋅管與CFRP筋之間發(fā)生明顯滑移現(xiàn)象，CFRP 筋破壞不明顯，說(shuō)明鋼管與CFRP 筋之間并沒(méi)有充分粘結(jié)；當(dāng)鍍鋅管長(zhǎng)度為500 mm 時(shí)， 鋼管與CFRP 筋之間并沒(méi)有發(fā)生滑移現(xiàn)象，CFRP 筋呈現(xiàn)放射狀破壞形態(tài)。 因此，采用500 mm 鍍鋅管的CFRP 筋粘結(jié)型錨具可以實(shí)現(xiàn)鍍鋅管與CFRP 筋之間的粘結(jié)，驗(yàn)證該種錨具的可行性。 采用上述提出的CFRP 筋粘結(jié)型錨具進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，測(cè)量CFRP 筋的抗拉性能。 CFRP 筋的抗拉力學(xué)性能以及應(yīng)力—應(yīng)變曲線如表1 和圖8 所示。 可以看出CFRP 筋在拉伸荷載作用下應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系從加載到破壞呈線彈性。 極限抗拉強(qiáng)度達(dá)到2702 MPa，彈性模量為129.9 GPa。 CFRP 筋的極限抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)大于普通強(qiáng)度鋼筋以及超高強(qiáng)鋼筋的抗拉強(qiáng)度，彈性模量相對(duì)于普通強(qiáng)度鋼筋和超高強(qiáng)鋼筋較小。

圖7 3 種長(zhǎng)度錨具的CFRP 筋破壞模式

圖8 CFRP 筋應(yīng)力—應(yīng)變曲線

表1 CFRP 筋受拉性能

5.2 UHPC 力學(xué)性能試驗(yàn)

本文采用的UHPC 由預(yù)拌料、 水和鋼纖維組成，不包含粗骨料。鋼纖維的直徑為0.2 mm，長(zhǎng)度為16 mm。 水與預(yù)拌料的重量比以及鋼纖維與預(yù)拌料的質(zhì)量比分別為0.092 和0.07。 按照廠家規(guī)定攪拌順序進(jìn)行攪拌，采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)確保鋼纖維均勻分布，在普通常溫條件下養(yǎng)護(hù)。

5.2.1 UHPC 的受壓性能

為了研究UHPC 的抗壓性能，按照規(guī)范進(jìn)行抗壓試驗(yàn)[30]。 分別在3、7、14 和28 d 后測(cè)試100 mm×100 mm×100 mm 立方體來(lái)確定UHPC 的抗壓強(qiáng)度（圖9）。 可以看出：UHPC 的平均抗壓強(qiáng)度在1～3 d增長(zhǎng)迅速。第7 d 抗壓強(qiáng)度能夠達(dá)到28 d 抗壓強(qiáng)度的80%。 在28 d 時(shí)測(cè)得的UHPC 的極限立方體抗壓強(qiáng)度（fcu）和彈性模量分別為122.7 MPa 和54.3 GPa。因此，相較于普通強(qiáng)度混凝土，UHPC 具有優(yōu)越的抗壓強(qiáng)度，并且抗壓強(qiáng)度早期增長(zhǎng)快。

圖9 UHPC 立方體平均抗壓強(qiáng)度

5.2.2 UHPC 的受拉性能

UHPC 的拉伸性能在澆筑后28 d 時(shí)采用300 mm×75 mm×20 mm 的試樣進(jìn)行測(cè)試 （圖10）。試件兩面均配有引伸計(jì)，上下自動(dòng)引伸計(jì)之間的間距為100 mm，自動(dòng)引伸計(jì)測(cè)量夾片標(biāo)距間的變形量。加載速度為0.2 mm/min。 極限應(yīng)變由應(yīng)力下降到峰值應(yīng)力的80%的應(yīng)變確定。 試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)（表2）：UHPC 的平均拉伸峰值應(yīng)力和峰值應(yīng)變分別為9.46 MPa 和0.086%。 因此，由于鋼纖維的加入使得UHPC 具有優(yōu)越的拉伸性能。

圖10 UHPC 拉伸應(yīng)力—應(yīng)變曲線

表2 UHPC 受拉性能

6 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)新型裝配式橋面結(jié)構(gòu)連接方式，對(duì)常見(jiàn)濕接縫、預(yù)應(yīng)力濕接縫、高性能材料濕接縫的構(gòu)造形式和力學(xué)性能進(jìn)行分析。 此外，基于UHPC 和CFRP 力學(xué)性能試驗(yàn)， 提出一種新型裝配式橋面結(jié)構(gòu)連接技術(shù)。 得到如下主要結(jié)論：（1）焊接鋼板濕接縫抗剪性能優(yōu)越，但抗彎性能較差；局部預(yù)應(yīng)力濕接縫具有良好抗彎性能， 但抗剪破壞模式并不理想。 （2）CFRP 筋抗腐蝕性能好，適合用于預(yù)制拼裝橋面板易發(fā)生滲水的接縫位置；CFRP 筋抗拉強(qiáng)度達(dá)到2700 MPa，與普通強(qiáng)度與超高強(qiáng)度鋼筋相比，CFRP 筋具有超高抗拉性能。 因此，可以將CFRP 筋作為預(yù)應(yīng)力筋使用，充分發(fā)揮CFRP 筋優(yōu)越的拉伸性能與抗銹蝕能力。 （3）UHPC 具有優(yōu)越的抗壓、抗拉性能，且具有明顯早強(qiáng)性。 UHPC 造價(jià)較高，將其作為接縫的灌漿料，充分發(fā)揮其優(yōu)越的性能且最大限度降低使用量，使之經(jīng)濟(jì)上具有競(jìng)爭(zhēng)性，即實(shí)現(xiàn)接縫處力學(xué)性能與經(jīng)濟(jì)性的兼顧。 （4）對(duì)于提出的新型裝配式橋面結(jié)構(gòu)連接技術(shù)在彎矩、剪力和疲勞荷載作用下的力學(xué)性能，將通過(guò)模型試驗(yàn)和實(shí)際工程在后續(xù)工作中進(jìn)行深入研究。