胡克旭， 侯夢君， 余江滔， 董思衛(wèi)

(1.同濟(jì)大學(xué) 土木工程學(xué)院，上海 200092； 2.中建三局集團(tuán)有限公司工程總承包公司，湖北 武漢 430000)

簡支梁橋由于構(gòu)造簡單、施工方便以及便于維修等特性,被廣泛應(yīng)用于城市的高架橋梁的建設(shè).在實(shí)際使用過程中，由于汽車活載、溫度變化等荷載的共同作用，其橋面連續(xù)構(gòu)造的上緣長期處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，加之普通混凝土的極限抗拉強(qiáng)度很低，不可避免會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)病害，影響橋梁使用性能，工程上不得不頻繁維修，既費(fèi)錢費(fèi)時(shí)，又影響交通[1].

高延性纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料(engineered cementitious composites，ECC)作為一種新型超高延性纖維混凝土材料，具有良好的拉伸應(yīng)變硬化能力和裂縫控制能力[2-3]，在土木工程領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景.在國外，ECC已經(jīng)開始應(yīng)用于結(jié)構(gòu)物的新建和加固修復(fù)中，并取得了良好的效果[4-8].將ECC應(yīng)用于橋面連續(xù)構(gòu)造處能夠很好地滿足橋梁的變形要求，提高橋面連續(xù)構(gòu)造的疲勞耐久性能.2001年Gilani等[9]最早開展對ECC材料在橋面連接板上的應(yīng)用研究.2003年Kim和Li等[10-11]進(jìn)行了3個(gè)全尺寸橋面連續(xù)構(gòu)造模型的疲勞加載試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果表明，ECC試件相比于普通混凝土試件具有更好的裂縫控制能力.2008年Alissa等[12]提出了一種全生命周期的評價(jià)模型，發(fā)現(xiàn)在橋面連續(xù)段運(yùn)用ECC材料比普通混凝土具有更大優(yōu)勢.2012年Saber等[13]在橋面連續(xù)構(gòu)造處使用纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料(FRP)來代替普通混凝土，試驗(yàn)結(jié)果表明，使用FRP的橋面連續(xù)構(gòu)造處的破壞程度明顯降低，且破壞之后更易于維修.國內(nèi)徐世烺和劉問等[14-16]于2011年開始進(jìn)行了一系列超高韌性水泥基復(fù)合材料(ultra-high toughness cementitious composites,UHTCC)的疲勞性能試驗(yàn)，并建立了關(guān)于損傷量-應(yīng)力水平的疲勞損傷模型.之后通過后澆UHTCC既有混凝土復(fù)合梁彎曲疲勞性能試驗(yàn)，研究了疲勞荷載作用下超高韌性水泥基復(fù)合材料對混凝土的增強(qiáng)作用[17].2016年張志剛[18]研究了ECC的材料性能和自愈合機(jī)理，并利用Abaqus有限元建模模擬了ECC材料鋼橋面鋪裝層在行車荷載作用下的力學(xué)響應(yīng).然而，國內(nèi)尚無ECC或UHTCC用于橋面連續(xù)構(gòu)造的疲勞性能的研究報(bào)道，ECC或UHTCC在橋梁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用有大量的研究工作需要開展.

在近年的研究中，筆者基于ECC的微觀力學(xué)的原理，采用特殊處理的短切超高分子量聚乙烯纖維對不同類型的水泥基材料進(jìn)行強(qiáng)化，成功地研發(fā)出具有超高延性和強(qiáng)度的水泥基復(fù)合材料.直接拉伸試驗(yàn)表明，其具有優(yōu)異的應(yīng)變硬化和多重裂縫開裂性能.材料的平均抗拉強(qiáng)度介于5～20 MPa，平均拉伸應(yīng)變介于6%～12%，平均抗壓強(qiáng)度介于30～150 MPa.由于其超高的延性，這種材料被命名為ultra-high ductility cementitious composites(UHDCC)[19-20].為了便于識別，國內(nèi)的學(xué)者建議將ECC、UHTCC和UHDCC等名稱統(tǒng)一為ultra-high toughness concrete(UHTC).因此，本文中以UHTC稱呼該材料.

本文進(jìn)行了UHTC的材性試驗(yàn)和3個(gè)橋面連續(xù)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的疲勞試驗(yàn)，分析UHTC的材料性能以及不同材料和配筋下橋面連續(xù)構(gòu)造的疲勞性能，為UHTC材料用于橋面連續(xù)構(gòu)造提供理論依據(jù).

1 UHTC材料力學(xué)性能試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1.1試驗(yàn)材料及制備

制備UHTC的主要材料包括：P·Ⅱ52.5硅酸鹽水泥、一級粉煤灰、砂、聚乙烯(PE)纖維以及聚羧酸減水劑和增稠劑，其配比和PE纖維的物理力學(xué)性能如表1和表2所示.UHTC的攪拌工藝為：將粉煤灰、水泥和砂攪拌均勻，再加入水、減水劑、增稠劑以及PE纖維.攪拌終止時(shí)間以纖維不結(jié)團(tuán)為判斷依據(jù)，保證纖維分散均勻.將攪拌均勻的拌和物裝入試模成型，并置于室溫條件下養(yǎng)護(hù)，48 h后拆模，再常溫養(yǎng)護(hù)28 d.

首先進(jìn)行UHTC的材性試驗(yàn)，包括單軸拉伸試驗(yàn)、單軸壓縮試驗(yàn)和四點(diǎn)彎曲試驗(yàn).其中，單軸拉伸使用的“狗骨”試件是在日本土木工程師學(xué)會推薦試件形狀的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成，試件的形狀和尺寸如圖1所示[21].將試件端部制作成“狗骨”形狀，以此避免夾持端部應(yīng)力集中導(dǎo)致的試件斷裂破壞.受壓試件采用的是70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm的立方體試塊.四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)梁的尺寸為100 mm×100 mm×400 mm.

表1 UHTC組分(質(zhì)量濃度)

表2 PE纖維的特性

a 俯視圖

b 側(cè)視圖

圖1狗骨拉伸試件形狀(單位：mm)

Fig.1Specimensfordogboneshapedtensiletest(unit:mm)

1.1.2靜載試驗(yàn)加載及測試

試驗(yàn)所采用的試驗(yàn)儀器是MTS公司生產(chǎn)的萬能材料試驗(yàn)機(jī)，試件安裝時(shí)，使試驗(yàn)機(jī)的軸線和試件的軸線盡量對中.在拉伸試驗(yàn)的過程中,采取位移控制加載方式，材料處于準(zhǔn)靜態(tài)加載狀態(tài)，位移加載速率為2 mm·min-1.受壓試驗(yàn)加載由位移控制，加載速率為1 mm·min-1.四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)采用三分點(diǎn)加載方式，跨度為300 mm，加載間距100 mm，采用位移控制加載，加載速率為1 mm·min-1.為了方便準(zhǔn)確地得到試件跨中位移的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用數(shù)字圖像影像相關(guān)技術(shù)(digital image correlation，DIC)觀測試件的位移.獲得荷載-位移曲線后，可進(jìn)一步計(jì)算分析初始開裂應(yīng)力與最大彎曲應(yīng)力.加載試驗(yàn)裝置如圖2所示.

1.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

UHTC狗骨試件具體的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖3所示，其平均抗拉強(qiáng)度為4.67 MPa，極限拉伸應(yīng)變值在7%左右.可以看出,在單軸拉伸過程中,UHTC材料展現(xiàn)出多縫開裂(圖4a)和應(yīng)變硬化現(xiàn)象，且存在3個(gè)明顯的受力階段(初始彈性階段、應(yīng)變硬化階段和應(yīng)力松弛階段)，并表現(xiàn)出了良好的延性.

圖2 四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)加載示意圖(單位：mm)

Fig.2Schematicofsetupforfour-pointbendingtest(unit:mm)

圖3 UHTC拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線

a 狗骨試件受拉形態(tài)b 立方體試件受壓破壞形態(tài)

圖4試件受拉和受壓破壞形態(tài)

Fig.4TensileandcompressivefailuremodesofUHTC

軸向壓縮試驗(yàn)測得UHTC材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖5所示，UHTC平均軸壓強(qiáng)度值為36.51 MPa.與普通混凝土試塊單軸受壓偏態(tài)單峰曲線相比，經(jīng)過峰值應(yīng)力后，UHTC試件曲線出現(xiàn)一小段快速下降，之后下降速率明顯趨緩，在應(yīng)變較大時(shí)仍能承受較大荷載，不會發(fā)生急劇脆性破壞.觀察試件受壓后的形態(tài)(圖4b)，發(fā)現(xiàn)除了軸向較大壓縮變形外，試塊整體性保持較好，基本沒有剝落和破碎.出現(xiàn)這種現(xiàn)象主要是因?yàn)樵诨w中摻有一定含量的纖維，由于纖維的橋連作用，試件的橫向變形受到限制，故表現(xiàn)出了明顯的延性破壞特征.

圖5 UHTC受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線

對2根尺寸為100 mm×100 mm×400 mm的小梁試件進(jìn)行四點(diǎn)彎曲靜力加載，測得了UHTC試件的平均彎曲荷載為49.5 kN，平均彎曲強(qiáng)度為14.8 MPa.試件的彎曲應(yīng)力與撓跨比的關(guān)系曲線如圖6所示.試件底面破壞形態(tài)如圖7所示.可以看出，沒有配筋的UHTC梁的彎曲性能與其單軸拉伸性能變化趨勢類似，表現(xiàn)出多縫開裂和良好的延性，最大跨中撓度能達(dá)到L/20(L為試件跨度)左右.

圖6 彎曲應(yīng)力-撓跨比關(guān)系曲線

a 試件1

b 試件2

2 UHTC橋面連續(xù)構(gòu)造疲勞試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1.1試件制作

本試驗(yàn)以某實(shí)際工程為背景，在考慮橋面運(yùn)行荷載下的簡支梁和橋面連續(xù)構(gòu)造層的受力狀態(tài)后，共設(shè)計(jì)了3個(gè)足尺構(gòu)造層試驗(yàn)試件，如表3所示，試件尺寸如圖8所示.鋼梁高度250 mm，在鋼梁頂部設(shè)置抗剪栓釘，栓桿直徑9 mm，長度55 mm，具體布置見圖8.連續(xù)構(gòu)造層高度100 mm，凈跨長度2.55 m，其中脫粘帶長度1.05 m，其與鋼梁之間鋪設(shè)0.2 mm厚聚四氟乙烯薄膜.試件PL-1為普通鋼筋混凝土試件.在試件PL-2和PL-3的施工中，采用UHTC澆筑橋面連續(xù)構(gòu)造區(qū)域的過渡區(qū)(長250 mm)[23].

作為對比試件，PL-1根據(jù)規(guī)范正常設(shè)計(jì)配筋，配筋率為1.13%.PL-2的配筋率與PL-1相同，亦為1.13%.PL-3為構(gòu)造配筋，配筋率為0.50%，僅為PL-2的一半.PL-1試件橫向配筋φ8@100.與混凝土材料不同，為保持PE纖維的縱向連續(xù)性，在UHTC材料連續(xù)構(gòu)造長度范圍內(nèi)不設(shè)橫向鋼筋.

試件PL-1一次性澆筑完成，試件PL-2和PL-3先澆筑兩端普通混凝土，次日對混凝土與UHTC結(jié)合面進(jìn)行人工鑿毛，再澆筑連續(xù)構(gòu)造段的UHTC.

2.1.2試驗(yàn)材料

2.1.3疲勞試驗(yàn)加載制度

結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的加載裝置，采用將連續(xù)構(gòu)造試件倒置的方式來模擬承受負(fù)彎矩狀態(tài).試驗(yàn)采用四點(diǎn)彎曲對稱加載，加載點(diǎn)間距即為模擬橋梁支座間距500 mm，如圖9和圖10a所示.加載方式采用力控制.根據(jù)橋面連續(xù)構(gòu)造在汽車活載作用下的疲勞荷載計(jì)算結(jié)果，取疲勞荷載的最大值Pmax=14.3 kN，最小值Pmin=0.1Pmax，即1.43 kN.加載波形為正弦波，頻率取6 Hz.首先進(jìn)行一次靜載循環(huán)試驗(yàn)，荷載目標(biāo)值為14.3 kN，之后進(jìn)行疲勞試驗(yàn).本次試驗(yàn)以200萬次循環(huán)加載為目標(biāo)，若橋面連續(xù)構(gòu)造在200萬次荷載循環(huán)后未發(fā)生破壞，將增大疲勞荷載幅值繼續(xù)進(jìn)行疲勞加載，直至試件破壞.

圖9 試件倒置加載簡圖(單位:mm)

Fig.9Schematicoftestsetupwithspecimeninverted(unit:mm)

2.2 試驗(yàn)現(xiàn)象及分析

試件PL-1在首次靜載循環(huán)后純彎段出現(xiàn)9條微裂縫，卸載后殘余撓度為2.14 mm，鋼筋應(yīng)變基本完全恢復(fù).隨著循環(huán)次數(shù)的增加，裂縫數(shù)量增長較少，其寬度不斷擴(kuò)展，跨中撓度不斷增大，最終鋼筋發(fā)生疲勞斷裂，試件頂部混凝土壓碎.試驗(yàn)次數(shù)為63.06萬次.試件破壞形態(tài)如圖10b所示.

試件PL-2為UHTC橋面連續(xù)構(gòu)造，首次靜載循環(huán)后，純彎段出現(xiàn)18條微裂縫，卸載后試件殘余撓度4.61 mm，鋼筋殘余應(yīng)變800×10-6.循環(huán)加載中裂縫寬度、跨中撓度和鋼筋應(yīng)變未見較大增長.經(jīng)過200萬次荷載循環(huán)后，試件沒有發(fā)生破壞.將荷載峰值Pmax提高到28 kN繼續(xù)加載6.95萬次，最終跨中部位出現(xiàn)局部密集微裂縫，鋼筋發(fā)生疲勞斷裂，跨中UHTC發(fā)生局部撕裂破壞.破壞形態(tài)如圖10c所示.

試件PL-3為UHTC橋面連續(xù)構(gòu)造，在第一次靜載循環(huán)中，由于鋼筋屈服，力值無法加載到目標(biāo)值14.3 kN，將此后Pmax定為11.2 kN，在此荷載作用下，連續(xù)構(gòu)造的跨中撓度是PL-1的2倍，鋼筋的應(yīng)變?yōu)镻L-1的3倍，轉(zhuǎn)角已經(jīng)達(dá)到實(shí)際工程中簡支梁橋主梁在車道荷載作用下的最大轉(zhuǎn)角.即使如此，在200萬次荷載循環(huán)后，試件仍未破壞，故加大疲勞荷載目標(biāo)值至13.3 kN進(jìn)行疲勞試驗(yàn).試件破壞時(shí)，二次疲勞次數(shù)為5.43萬次.試件最終破壞形態(tài)如圖10d所示.

a 試驗(yàn)現(xiàn)場加載圖

b PL-1疲勞破壞主裂縫

c PL-2破壞局部密集微裂縫

d PL-3疲勞破壞主裂縫

從試驗(yàn)過程來看，橋面連續(xù)構(gòu)造疲勞破壞過程可大致分為3個(gè)階段：靜載初裂、疲勞變形發(fā)展、鋼筋疲勞斷裂.3個(gè)試件疲勞破壞均始于純彎段內(nèi)主裂縫所在截面附近受拉鋼筋的疲勞斷裂，并表現(xiàn)出明顯的疲勞破壞特征,即鋼筋斷面較為平齊且沒有明顯的塑性收縮，如圖11所示.對于試件PL-3，經(jīng)過200萬次荷載循環(huán)卸載后裂縫最大寬度僅為50 μm，加載到荷載峰值后裂縫最大寬度為60 μm，并未有明顯增長，說明材料具有良好的裂縫控制能力.

a 試件PL-1

b 試件PL-2

2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.3.1疲勞壽命分析

試件的疲勞試驗(yàn)結(jié)果如表3所示.由于不含粗骨料，UHTC的彈性模量低于普通混凝土.在相近的荷載作用下，PL-2和PL-3的撓度和鋼筋應(yīng)變均明顯高于PL-1.即便如此，PL-2的疲勞壽命仍是PL-1疲勞壽命的3倍以上，表明采用UHTC材料對橋面連續(xù)構(gòu)造疲勞性能有很大改善.

表3 疲勞試驗(yàn)結(jié)果

2.3.2跨中撓度分析

圖12是實(shí)測荷載-跨中撓度隨循環(huán)次數(shù)變化曲線圖.可以看出，在相同荷載作用下，第一次靜載循環(huán)階段中試件PL-2跨中最大撓度比PL-1大14%左右，PL-1卸載后殘余撓度為2.14 mm，PL-2為4.61 mm，說明PL-2的初始剛度較PL-1小.此后，隨著荷載循環(huán)次數(shù)的不斷增加，3個(gè)試件的最大撓度和殘余變形都逐漸增大，且荷載-撓度曲線斜率即試件剛度在不斷降低.

圖13為加載過程中試件跨中最大撓度和最小撓度隨荷載循環(huán)次數(shù)的變化規(guī)律.可以看出，盡管混凝土試件(PL-1)和UHTC試件(PL-2和PL-3)的疲勞壽命相差很大，但二者撓度發(fā)展規(guī)律基本相似，呈典型的三階段發(fā)展規(guī)律：第一階段，迅速發(fā)展階段，由于UHTC試件剛度較低，故撓度增長高于混凝土試件；第二階段，穩(wěn)定增長階段，PL-1裂縫擴(kuò)展，幾乎沒有新的裂縫產(chǎn)生，對于UHTC試件，這一階段仍有新的裂縫在不斷產(chǎn)生，撓度增長來自舊裂縫的擴(kuò)展和新裂縫的產(chǎn)生；第三階段，失穩(wěn)破壞階段，當(dāng)疲勞次數(shù)達(dá)到破壞臨界值后，梁跨中撓度迅速增長直至破壞，2個(gè)UHTC試件在200萬次疲勞加載前并沒有達(dá)到這一階段，在加大疲勞幅值后才進(jìn)入第三階段.

2.3.3橋面連續(xù)構(gòu)造剛度分析

根據(jù)材料力學(xué)相關(guān)知識[24]，對于均質(zhì)彈性體材料，短期荷載作用下?lián)隙扰c截面剛度的關(guān)系可以表示為

a 試件PL-1

b 試件PL-2

c 試件PL-3

圖13 試件跨中撓度-荷載循環(huán)次數(shù)曲線

式中：Bs為試件的抗彎剛度；f為跨中最大撓度；P為跨中作用集中荷載值；l為試件跨度；βs是與荷載形式、支承條件相關(guān)的系數(shù)，本試驗(yàn)條件下βs=0.019 7.

對于普通混凝土和UHTC材料等非均質(zhì)和非彈性材料，可參考上述公式對截面剛度進(jìn)行簡單計(jì)算.從圖14可以看出，PL-1初始剛度是相同配筋的PL-2的1.2倍，試件PL-2(配筋率1.13%)初始剛度是試件PL-3(配筋率0.50%)的1.8倍.三者在荷載循環(huán)開始階段剛度下降都比較迅速，當(dāng)荷載循環(huán)次數(shù)達(dá)到10萬次后，PL-1的剛度開始低于PL-2試件的剛度，此后3個(gè)試件剛度變化進(jìn)入平穩(wěn)降低階段.在荷載循環(huán)次數(shù)達(dá)到50萬次后，PL-1剛度又開始急速下降，直至破壞.而PL-2和PL-3剛度仍處于緩慢下降階段，直到200萬次仍然沒有破壞趨勢.這說明采用UHTC材料能夠有效改善橋面連續(xù)構(gòu)造剛度退化的情況.

圖14 試件剛度隨荷載循環(huán)次數(shù)變化規(guī)律曲線

2.3.4受拉鋼筋應(yīng)力分析

從圖15可以看出，3個(gè)試件縱向受拉鋼筋的最小應(yīng)變和最大應(yīng)變隨循環(huán)次數(shù)增長呈現(xiàn)和跨中撓度類似的三階段發(fā)展規(guī)律.加載初期，試件PL-1的鋼筋應(yīng)變遠(yuǎn)低于PL-2和PL-3.但隨著疲勞加載次數(shù)的增加，混凝土底部裂縫寬度增大并向上發(fā)展，PL-1的鋼筋應(yīng)變迅速增長，從而發(fā)生破壞.試件PL-2和PL-3在循環(huán)次數(shù)達(dá)到200萬次之前，鋼筋的最大應(yīng)變和最小應(yīng)變均呈兩段式發(fā)展.圖16為試件鋼筋應(yīng)變幅隨循環(huán)次數(shù)變化曲線.可以看出,相比于鋼筋應(yīng)變幅值不斷上升的試件PL-1，UHTC試件(PL-2和PL-3)在前200萬次的加載循環(huán)過程中，鋼筋應(yīng)變幅值整體呈現(xiàn)下降趨勢.

圖15 受拉鋼筋應(yīng)變發(fā)展曲線

圖16 試件受拉鋼筋應(yīng)變幅-循環(huán)次數(shù)變化趨勢曲線

表4為3個(gè)試件在50萬次和200萬次疲勞加載后的鋼筋應(yīng)變和應(yīng)變幅值.可以看出,雖然疲勞加載過程中PL-2和PL-3鋼筋應(yīng)變遠(yuǎn)高于試件PL-1，但是二者鋼筋應(yīng)變幅卻低于PL-1.且50萬次疲勞加載后PL-2受拉鋼筋應(yīng)變約是PL-1的1.5倍，而其應(yīng)變幅約是PL-1的64%，且200萬次疲勞加載后PL-2鋼筋應(yīng)變幅未見增長.可見UHTC的存在使鋼筋應(yīng)變幅維持在了一個(gè)相對較低的穩(wěn)定水平，這些對試件的疲勞壽命都是有益的.而相比于鋼筋應(yīng)變，鋼筋應(yīng)變幅是影響鋼筋疲勞壽命的重要因素.

表4 受拉鋼筋應(yīng)變及應(yīng)變幅分析

分析UHTC試件應(yīng)變幅較小的原因，主要是由于UHTC材料受拉應(yīng)變強(qiáng)化特征造成的.從圖3可以看出，UHTC材料受拉時(shí)具有長達(dá)5%～6%的應(yīng)變強(qiáng)化階段，這一水平與鋼材相當(dāng).相比于普通混凝土梁，當(dāng)?shù)撞块_裂后，受拉區(qū)的UHTC材料未退出工作，仍與鋼筋共同承受拉力，而且其應(yīng)變強(qiáng)化特性使其能持續(xù)不斷地替鋼筋分擔(dān)更多的拉力，因而鋼筋應(yīng)變呈現(xiàn)平穩(wěn)趨勢，甚至出現(xiàn)應(yīng)變幅值減小的趨勢.在加大疲勞荷載后，裂縫進(jìn)一步開展，鋼筋和UHTC承受的拉力越來越大，應(yīng)變迅速增長，最終導(dǎo)致鋼筋拉斷破壞.

2.3.5疲勞壽命差異分析

3個(gè)試件的疲勞壽命存在很大差異.如前文所述，主要是由于鋼筋在疲勞加載過程中的應(yīng)力幅(應(yīng)變幅)的不同造成的.

此外，相比于普通混凝土，UHTC材料所具備的應(yīng)變強(qiáng)化特性使其能更好地與鋼筋發(fā)揮協(xié)同工作能力，且在持續(xù)疲勞加載過程中，由于UHTC裂縫比普通混凝土更加密集均勻，使受拉鋼筋應(yīng)變沿長度方向的分布更加均勻.這些都能有效控制鋼筋應(yīng)變幅維持在一個(gè)相對較低的穩(wěn)定水平，減緩應(yīng)變幅的增長甚至出現(xiàn)應(yīng)變幅值減小的現(xiàn)象(圖16)，同時(shí)也降低了鋼筋初始缺陷處產(chǎn)生應(yīng)力集中的可能性，從而減緩了鋼筋在疲勞荷載作用下的疲勞損傷累積.

另外，由于UHTC材料沒有采用粗骨料，更加密實(shí)的基體和較低的總孔隙率很大程度上降低了基體內(nèi)部初始缺陷和微裂縫存在的可能，且內(nèi)部分布的PE纖維也在拔出和拔斷的過程中消耗著能量.這些因素都有利于減緩試件鋼筋應(yīng)變幅的增長，提高橋面連續(xù)構(gòu)造的疲勞壽命.

3 結(jié)論

本文通過UHTC材料用于橋面連續(xù)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的疲勞試驗(yàn)，可以得出以下結(jié)論：

(1) 在靜力荷載和疲勞荷載作用下，UHTC材料表現(xiàn)出了明顯的多縫開裂和延性破壞特征.

(2) 在本試驗(yàn)條件下，采用UHTC材料的橋面連續(xù)構(gòu)造疲勞壽命是混凝土橋面連續(xù)構(gòu)造疲勞壽命的3倍以上，將UHTC材料用于橋面連續(xù)構(gòu)造能夠有效解決普通混凝土的耐久性問題.

(3) 相同荷載作用下，相比于普通混凝土試件，UHTC材料能有效減緩試件鋼筋應(yīng)變幅的增長，提高橋面連續(xù)構(gòu)造的疲勞性能.

(4) 疲勞荷載作用下，UHTC材料的橋面連續(xù)構(gòu)造的剛度變化和普通混凝土材料發(fā)展趨勢一致，且采用UHTC材料能夠有效減緩橋面連續(xù)構(gòu)造在疲勞荷載作用下的剛度退化，提高橋面連續(xù)構(gòu)造的疲勞壽命.

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