第1章 传统钢桥及钢-混凝土组合桥梁概述 1
1.1 钢桥概述 1
1.1.1 钢桥的特点及发展历程 1
1.1.2 钢桥的主要结构类型 3
1.2 钢桥中存在的主要问题 10
1.2.1 涂装劣化及钢材腐蚀 10
1.2.2 钢桥面铺装损坏 11
1.2.3 正交异性桥面板疲劳开裂 13
1.3 钢-混凝土组合桥梁概述 14
1.3.1 钢-混凝土组合桥梁的发展历史 14
1.3.2 钢-混凝土组合桥梁的主要类型 16
1.4 钢-混凝土组合桥梁存在的主要问题 20
1.4.1 连续组合梁桥 20
1.4.2 组合梁斜拉桥 20
1.5 本章小结 21
参考文献 21
第2章 钢-UHPC轻型组合桥梁结构的主要类型 23
2.1 钢-UHPC轻型组合桥梁结构概述 23
2.1.1 轻型组合梁Ⅰ——传统正交异性钢桥面＋薄层UHPC 23
2.1.2 轻型组合梁Ⅰa——简化的正交异性钢桥面＋薄层UHPC 24
2.1.3 轻型组合梁Ⅱ——钢梁＋UHPC薄板 24
2.2 传统正交异性钢桥面＋薄层UHPC（轻型组合梁Ⅰ） 24
2.3 简化的正交异性钢桥面＋薄层UHPC（轻型组合梁Ⅰa） 25
2.4 钢梁＋UHPC薄板（轻型组合梁Ⅱ） 25
2.5 轻型组合梁与传统钢梁或组合梁的技术经济对比 26
2.5.1 力学及施工性能对比 26
2.5.2 经济性能对比 29
2.6 本章小结 31
参考文献 32
第3章 UHPC材料的基本性能及应用 33
3.1 UHPC材料的力学性能 33
3.1.1 抗压性能 33
3.1.2 抗拉性能 37
3.1.3 弹性模量 43
3.1.4 徐变 45
3.1.5 收缩 46
3.1.6 泊松比 47
3.1.7 热膨胀系数 47
3.1.8 抗冲击性能 47
3.1.9 疲劳性能 48
3.1.10 钢筋锚固长度 49
3.2 UHPC材料的耐久性 50
3.2.1 抗渗性 50
3.2.2 抗冻性 51
3.2.3 碳化 51
3.2.4 耐磨性 52
3.2.5 钢纤维腐蚀 52
3.2.6 耐火性 53
3.3 耐久性设计 53
3.3.1 设计原则 53
3.3.2 环境条件和暴露等级划分 54
3.3.3 保护层厚度设计 56
3.3.4 裂缝宽度控制 58
3.4 UHPC材料在桥梁工程中的应用 64
3.5 本章小结 70
参考文献 71
第4章 钢-UHPC结合面抗剪设计 80
4.1 引言 80
4.2 栓钉连接件的抗剪性能 80
4.2.1 规范中栓钉连接件计算公式 80
4.2.2 短栓钉抗剪承载力试验和参数分析 82
4.2.3 短栓钉的抗剪刚度 87
4.2.4 短栓钉疲劳试验1（推出试件模型） 89
4.2.5 短栓钉疲劳试验2（钢-UHPC组合梁模型） 93
4.3 焊接钢筋网连接件的抗剪性能 95
4.3.1 概述 95
4.3.2 焊接钢筋网抗剪承载力试验和参数分析 95
4.3.3 焊接钢筋网抗剪刚度 101
4.3.4 焊接钢筋网的疲劳特性 102
4.4 两种抗剪方式的比较 102
4.5 结合面抗剪设计要点 103
4.5.1 轻型组合梁Ⅰ和Ⅰa的抗剪设计 103
4.5.2 轻型组合梁Ⅱ抗剪设计 104
4.6 钢-UHPC结合面抗剪设计实例 106
4.6.1 栓钉连接件设计实例 106
4.6.2 焊接钢筋网连接件设计实例 109
4.7 本章小结 113
参考文献 113
第5章 钢-UHPC轻型组合梁的静力性能 115
5.1 钢-UHPC轻型组合梁的受力特点 115
5.1.1 轻型组合梁Ⅰ和Ⅰa 115
5.1.2 轻型组合梁Ⅱ 115
5.2 轻型组合梁Ⅰ和Ⅰa纵向弯拉性能 116
5.2.1 轻型组合梁Ⅰ 116
5.2.2 轻型组合梁Ⅰa 126
5.3 轻型组合梁Ⅰ和Ⅰa横桥向受力模型试验 130
5.3.1 50mm UHPC板厚模型试验 130
5.3.2 35mm UHPC板厚模型试验 137
5.3.3 两种UHPC板厚的组合板试验对比分析 140
5.4 轻型组合梁Ⅱ 140
5.4.1 基本受力性能 140
5.4.2 纵桥向受力模型试验 141
5.4.3 裂缝宽度试验结果 142
5.5 本章小结 143
参考文献 143
第6章 钢-UHPC轻型组合梁疲劳性能 145
6.1 引言 145
6.2 轻型组合梁Ⅰ的理论分析 145
6.2.1 热点应力法建模原则 145
6.2.2 疲劳验算细节与细节疲劳强度 146
6.2.3 计算实例简介 149
6.2.4 有限元建模 149
6.2.5 UHPC层厚度对钢桥面板疲劳应力幅的影响 151
6.2.6 钢-UHPC轻型组合梁疲劳寿命估算 166
6.3 轻型组合梁Ⅰ的疲劳试验 171
6.3.1 虎门大桥UHPC层应力计算 171
6.3.2 疲劳试验装置 172
6.3.3 疲劳试验荷载上下限的确定 173
6.3.4 疲劳试验过程 175
6.3.5 疲劳试验结果 175
6.3.6 疲劳试验结果讨论 177
6.4 轻型组合梁Ⅰa的疲劳试验 178
6.4.1 试验模型 178
6.4.2 疲劳试验 179
6.4.3 疲劳后的剩余强度试验 180
6.4.4 实桥UHPC疲劳开裂寿命计算 183
6.5 轻型组合梁Ⅱ的疲劳性能分析 184
6.6 本章小结 184
参考文献 185
第7章 分次浇筑的UHPC接缝强化技术 188
7.1 引言 188
7.2 企口接缝方案 188
7.2.1 方案构成 188
7.2.2 模型试验 188
7.2.3 试验结果与理论结果对比 193
7.3 加密钢筋接缝方案 198
7.3.1 方案构成 198
7.3.2 模型试验 199
7.3.3 主要试验结果 201
7.4 异形钢板强化接缝方案 201
7.4.1 方案构成 201
7.4.2 模型试验 202
7.4.3 主要试验结果 203
7.5 UHPC层破损修补处的接缝方案 204
7.5.1 方案构成 204
7.5.2 破损区域UHPC拆除技术 205
7.5.3 UHPC修补技术 206
7.5.4 主要试验结果 207
7.6 UHPC接缝位置的合理布置 209
7.7 轻型组合梁Ⅱ接缝方案 210
7.7.1 消除主要负弯矩接缝的方案 210
7.7.2 正弯矩接缝方案 211
7.8 本章小结 212
参考文献 213
第8章 日照及收缩效应的影响 215
8.1 轻型组合梁Ⅰ及Ⅰa的温度梯度效应 215
8.1.1 热传导分析 215
8.1.2 温度梯度计算 216
8.1.3 温度梯度产生的应力算例 221
8.2 UHPC收缩对轻型组合梁受力的影响 223
8.2.1 常温养护的超高性能混凝土的塑性收缩和干燥收缩特性 223
8.2.2 热养护条件下超高性能混凝土（UHPC）的干燥收缩特性 236
8.2.3 不同约束条件下超高性能混凝土的收缩引起的内应力发展特点 238
8.2.4 轻型组合梁节段模型中STC的收缩变形 245
8.3 本章小结 247
参考文献 248
第9章 设计、施工与验收方法 249
9.1 引言 249
9.2 材料 249
9.2.1 STC 249
9.2.2 钢材 252
9.2.3 普通钢筋 254
9.3 基本规定 255
9.3.1 一般规定 255
9.3.2 承载能力极限状态计算 256
9.3.3 正常使用极限状态验算 257
9.3.4 持久状况及短暂状况应力验算 257
9.3.5 疲劳验算 258
9.3.6 设计流程和设计内容 258
9.4 承载能力极限状态设计 259
9.4.1 抗弯承载力计算 259
9.4.2 抗剪承载力计算 260
9.4.3 整体稳定计算 261
9.4.4 疲劳验算 262
9.5 正常使用极限状态设计 270
9.5.1 一般规定 270
9.5.2 应力验算 271
9.5.3 栓钉内力验算 274
9.5.4 STC抗裂验算 274
9.5.5 挠度验算 274
9.6 剪力连接件 274
9.6.1 一般规定 274
9.6.2 抗剪承载力设计值 275
9.6.3 剪力连接件疲劳验算 276
9.6.4 剪力连接件的数量计算 276
9.7 构造要求 276
9.8 施工、检验与验收方法简介 277
9.8.1 施工方法 277
9.8.2 检验与验收方法 278
9.9 计算实例 278
9.10 本章小结 281
参考文献 281
第10章 典型工程的研究与应用 283
10.1 引言 283
10.2 简支钢箱梁桥项目——广东肇庆马房大桥（旧钢桥面改造项目） 283
10.2.1 马房大桥简介 283
10.2.2 轻型组合梁Ⅰ方案设计 285
10.2.3 结构计算 286
10.2.4 室外足尺模型试验 291
10.2.5 实桥施工 293
10.2.6 第三方检测 293
10.3 连续梁桥项目——广东佛山佛陈大桥 299
10.3.1 佛陈大桥简介 299
10.3.2 轻型组合桥面结构方案设计 301
10.3.3 结构计算 301
10.3.4 足尺模型试验 310
10.3.5 实桥施工 324
10.3.6 第三方检测 328
10.4 悬索桥项目——杭瑞高速岳阳洞庭湖二大桥 328
10.4.1 洞庭湖二大桥简介 328
10.4.2 轻型组合梁方案设计 328
10.4.3 结构计算 331
10.4.4 足尺模型试验 334
10.4.5 经济性分析 340
10.5 自锚式悬索桥项目——株洲枫溪大桥 341
10.5.1 枫溪大桥简介 341
10.5.2 轻型组合桥面结构方案设计 341
10.5.3 结构计算 341
10.5.4 经济性分析 350
10.6 斜拉桥项目——南益高速胜天洞庭湖大桥 350
10.6.1 胜天大桥简介 350
10.6.2 轻型组合主梁结构设计方案 350
10.6.3 结构整体计算 351
10.6.4 STC桥面板局部应力计算 353
10.6.5 足尺模型试验 365
10.6.6 经济性分析 365
10.7 钢-35mm厚超薄STC层组合梁的研究与试验 366
10.7.1 研究对象简介 366
10.7.2 轻型组合桥面结构方案设计 366
10.7.3 结构计算 367
10.8 其它工程项目简介 371
10.8.1 北京通州北关大桥（上承式拱桥） 371
10.8.2 北京通州通惠河大桥（上承式拱桥） 373
10.8.3 湖州五一大桥（钢-混凝土连续梁桥） 375
10.8.4 东莞梨川大桥（混合梁斜拉桥） 376
10.8.5 天津海河大桥 379
10.8.6 长沙河西交通枢纽市政配套工程（简支钢箱梁桥） 385
10.9 本章小结 390
参考文献 391
名词索引 393