为深化现代混凝土结构前沿认知,2025年6月13日下午,招商局重庆交通科研设计院-魏川工程师-受结构系教师周建邀请为我院师生带来题为“配筋超高性能混凝土构件受拉力学性能与计算方法”的专题学术讲座。作为“前沿微课”系列重要活动,本次讲座吸引了土木工程专业200余名师生参与,共同探索超高性能混凝土(UHPC)在重大工程中的创新实践。
魏川工程师以港珠澳大桥沉管隧道UHPC接头为切入点,揭示了配筋UHPC的核心价值:“传统混凝土抗拉强度不足3MPa,而钢纤维增强UHPC可达15-30MPa,相当于普通钢材的1/10。”通过对比试验视频,直观展示配筋UHPC梁受拉时呈现的“多裂缝开展”特性-裂缝宽度控制在0.05mm以内,数量达普通混凝土构件的5倍以上,彻底改变钢筋混凝土“一裂即坏”的固有模式。
针对工程界关注的延性问题,魏工团队开发的“混杂纤维增强技术”引发热议。在玄武岩纤维与钢纤维协同作用下,UHPC极限拉应变突破0.8%(超普通混凝土80倍)。他特别强调:“配筋UHPC不是简单替换材料,而是重构‘钢筋-混凝土’协同工作机制的设计革命。”
面对配筋UHPC受拉性能的理论空白,魏川工程师系统解析了团队原创性研究成果。1,三相受拉模型:通过显微CT扫描技术,首次建立“钢筋-钢纤维-基体”三相作用模型。实验表明:当裂缝宽度达0.1mm时,钢纤维仍承担60%拉应力,颠覆传统粘结滑移理论。2,受拉硬化计算方法:提出的“等效桁架模型”将裂缝间钢纤维简化为斜向拉杆,结合钢筋形成空间桁架体系。该模型在某悬索桥锚碇设计中将承载力预测误差从传统方法的32%降至7%。
讲座尾声,魏工寄语青年学子:“中国基建已从‘跟跑’到‘领跑’的技术跃迁,UHPC正在重塑土木工程的可能性边界,希望广大青年学子既要深耕力学本质,又要拥抱材料科学。”
本次讲座系统揭示了配筋UHPC的力学本质与设计变革,彰显了产学研协同创新的巨大能量。在交通强国战略指引下,兼具超高强度、极致耐久与智能特性的新型混凝土材料,正成为桥梁工程、海洋工程、抗震结构等领域的技术引擎,为构建韧性城市提供关键支撑