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摘要：湿接缝作为相邻预制桥面板之间的连接构造，它的性能好坏对桥梁起着决定性作用。不过，传统的普通混凝土湿接缝不仅耐久性差，容易出现病害，严重威胁桥梁的安全使用。同时我国装配式预制桥梁的湿接缝中的搭接钢筋往往采用闭合环钢筋焊接的形式来将预制桥面板连接为整体，采用焊接钢筋的工序非常费时费力，为了解决这两大问题，本文提出了一种新型的U型钢筋不搭接形式的UHPC湿接缝，并将其与传统的湿接缝构造进行受弯性能的对比研究。研究结果表明：采用这种新型构造湿接缝的试件板的湿接缝的受弯性能更佳，耐久性更好。
关键词：UHPC湿接缝；环型钢筋不搭接；受弯性能；有限元
前言
对于预制拼装桥梁结构，纵向湿接缝的性能关系到能否整体受力，我国传统的普通混凝土湿接缝不仅耐久性差，就必须引入新材料作为湿接缝的材料-UHPC，是一种高强度、高韧性和耐久性优异的新型水泥基材料，同时我国的预制桥面板是通过预留环形钢筋，在拼装完成之后，通过闭合钢筋环焊接将相邻桥面板连接在一起。为了达到快速施工作业的目的，采用环形钢筋不搭接的形
式进行连接，从拼装好的相邻预制桥面板的预留环形钢筋传入横向钢筋，然后浇筑混凝土将桥面板连接成整体。
目前，关于预制桥面板的纵向湿接缝研究研究较多，朱玉等［1］分析了焊接钢筋接缝和环形钢筋接缝的传力机理，并建立了环形钢筋接缝长度的计算公式。苏庆田等［2］研究了焊接钢筋接缝、U 形钢筋接缝及弧形钢筋接缝 3 种湿接缝的受力性能及裂缝发展情况，验证了湿接缝受力的可靠性。
因此，本文设计了一种新型的U型钢筋不搭接形式的UHPC湿接缝，旨在解决传统的C50湿接缝不仅耐久性差，确保预制桥面板湿接缝处结构快速化施工。
1试件设计
1.1试件概述与参数
每组两块总共4块桥面板足尺实验模型，尺寸均是2900×600×200mm。其中一组试件是C50湿接缝，宽度为813mm，湿接缝中钢筋连接的形式是闭合环焊接形式，该试件命名为U1，作为对照组；另一组是UHPC湿接缝，宽度是450mm，湿接缝中钢筋连接的形式是环形钢筋不搭接形式，该试件命名为C1，作为实验组。
1.2试验模型的设计图
试件所使用的钢筋都是直筋12mm的HRB400钢筋，U1试件和C1试件具体尺寸如图1所示。
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（a）U1试件尺寸
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（b）C1试件尺寸
图1试件具体尺寸
2有限元模型
2.1材料本构关系
C50的本构关系：根据《混凝土结构设计规范》[3]（GB50010-2010）的附录C给出的本构关系公式，将C50的相关参数代入计算；关于UHPC的受拉受压本构关系参考文献：张哲[4]和文献单波[5]的给出的本构关系公式，将UHPC的相关参数代入计算；钢筋本构关系采用理想的双折线模型。
2.2单元类型
C50与UHPC的单元类型：单元类型均采用三维八节点减缩积分实体单元C3D8R。钢筋的单元类型：采用三维线性桁架单元T3D2。
2.3有限元结果分析
2.3.1 混凝土的应力
由于试件发生的是受拉破坏，因此着重关注混凝土底部的拉应力，对于U1模型来说，受拉区的C50预制件的拉应力最大值为3.425MPa左右，位置位于左侧预制件，UHPC湿接缝的拉应力最大值为3.425MPa，但是前者的混凝土抗拉强度为2.31MPa，说明已被拉裂，而后者的抗拉强度为9.3MPa，说明还能继续正常工作；对于C1模型来说，受拉区的C50预制件和C50湿接缝的拉应力最大值为4.327MPa左右，现在他们的抗拉强度为2.31MPa，都被拉裂，不能正常工作。
结论：从结构裂缝的角度来说，UHPC湿接缝受力性能和耐久性更好，使用寿命更长。
2.3.2 有限元模型受拉损伤
将两种试件的受拉损伤提取出来，从混凝土受拉损伤云图可以看出，试件的破坏都是由于UHPC与C50界面的开裂引起的，图中的红色部位表示混凝土开裂的位置，对于湿接缝材料是UHPC的试件（U1），试件上裂缝的位置都是在试件最下面两个支座之间，且湿接缝的现浇UHPC混凝土没有裂缝，而对于湿接缝材料是C50的试件（C1），除了两个支座之间的NC预制部位的裂缝，现浇的C50混凝土湿接缝全部都有裂缝产生，这也印证了前面应力云图的结论：即UHPC作为湿接缝比C50具有更好的耐久性。
3.结论
（1）从湿接缝板（U1试件和C1试件）的有限元分析和试验结果，可以知道：a.U1试件（UHPC湿接缝）比C1试件（C50湿接缝）的抗弯承载力提高了10％；b.在试件破坏之后，U1试件的UHPC湿接缝基本没有裂缝，而C1试件的C50湿接缝产生了一条主裂缝；c.由于UHPC混凝土中的钢纤维作用，U1试件的界面（UHPC+C50界面）的开裂应力较C1试件界面（C50+C50界面）的开裂应力增大了7％。
（2）根据前面的研究可以知道新型构造的湿接缝如果运用实际桥梁中，不仅可以提高承载力，增加湿接缝部位的耐久性能，还可以减少湿接缝的现浇方量和省去焊接闭合环钢筋的工序，大大提高施工作业的速度，起到缩短工期的作用
参考文献：
[1]朱玉，丁德豪.预制混凝土梁湿接缝环形钢筋搭接长度研究[J].公路，015，（12）：89-93.
[2]苏庆田，胡一鸣，田乐等.用于组合梁桥面板湿接缝的弧形钢筋连接构造[J].中国公路学报，2017，30（9）：86－92.
[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50010-2010混凝土结构设计规范[s].中国建筑工业出版社，2010，100-108.
[4]张哲，邵旭东，李文光等.超高性能混凝土轴拉性能试验[J].中国公路学报，2015，（8）：50–58.
[5]单波.活性粉末混凝土基本力学性能的试验与研究[湖南大学硕士学位论文].湖南大学，2002，18-32.