装配式矮T梁UHPC湿接缝构造力学性能研究

为解决装配式矮T梁湿接缝抗剪强度弱、耐久性差等工程技术问题，设计了一种新型锯齿超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete)湿接缝，采用ABAQUS有限元软件分析湿接缝构造形式、配筋率和界面粗糙度对UHPC湿接缝界面力学性能的影响。研究结果表明：有限元模型能较好地模拟矮T梁湿接缝的界面力学性能；提出的新型锯齿形接缝整体力学性能和界面力学性能显著优于锯齿形接缝和平接缝，最大界面承载力较平接缝提升了83.8%；新型锯齿接缝界面承载力不随配筋率增高而同比增加，配筋率对界面切应力呈单峰效应，建议配筋率取4.0%；湿接缝界面处剥离位移随界面粗糙度变化较小，可减少在计算中的考虑。

交通运输部要求公路交通大力推进组合桥梁建设，在浙江关于进一步提高公路工程设计意见中明确指出，空心板在通车后普遍存在较多病害，限制使用空心板，推荐使用T 梁、小箱梁。矮T 梁有着减少桥下净空的优势， 它已成为低高度桥梁中更具竞争力的桥梁类型之一[1] [2]。

装配式桥梁结构整体性能的薄弱环节之一是T 型钢湿接缝的现浇混凝土位置，在实际运行中也会出现一些典型的病害，如梁端斜裂缝，横向联系裂缝等。

当前桥梁施工中的湿缝施工技术还存在着较大的技术缺陷，具体表现为湿缝结构及缝中填料等。在湿接缝构造上，Feng Jiahui [3]等关注节点几何形状发生变化的结构剪切行为。通过试验研究和数值模拟研究受接缝宽度影响的剪切行为。提出考虑接缝宽度影响抗剪承载力评估计算模型。不同接缝宽度引起的旋转效应导致宽接缝裂纹较长。由于剪切构件沿裂缝的垂直区域扩大，在剪切荷载传递中涉及额外的混凝土。

邵旭东[4] [5]等研究了一种燕尾榫的湿接缝构造形式， 将预制活性粉末混凝土与正交各向异性板相结合，提高混凝土在湿接缝上的抗拉强度，对燕尾榫接缝结构进行试验和理论分析，并介绍了荷载作用燕尾榫接缝裂缝宽度的计算公式。胡志坚等[6]等提出了一种优化的装配式桥面接缝结构，并分析了其抗弯性能，并利用ABAQUS 有限元对湿接缝宽度、湿接缝界面形状、接缝加固率等参数进行了分析，提出了楔形或菱形连接。在接缝填料中，传统T 梁混凝土强度等级相同或掺加防裂胶浆，在荷载作用下仍然存在着脱空现象，造成新老混凝土界面粘结失效、薄弱部位裂缝扩展，对桥梁的使用寿命和耐久性产生严重影响。Arafa [7]将完整混凝土一体板与UHPC 接缝板进行静载试验，接缝板采用菱形、矩形，结果表明UHPC 接缝桥面的裂缝荷载高于完好无损的普通混凝土板，且破坏均发生在普通混凝土板处，整体力学性能良好。崔冰等[8]总结了UHPC 材料研究进展，材料组成、基本力学性能与桥梁应用UHPC 发展历程，梳理总结了UHPC 结构设计理论研究。目前对接缝混凝土还是处在一个不断学习、不断探索、不断完善的状况下。因此，重视接缝的构造形式和接缝中填料自身的作用，提升结构的极限承载力，对推动我国装配式桥梁的发展，具有十分重要的实际意义。