中国公路学报

作者：罗晓瑜, 习熠栋, 李明阳, 赵禹旗, 胡嘉伟, 是昊

单位：长安大学 公路学院, 陕西 西安 710064"],"fundList_en":["Natural Science Foundation of Shaanxi Province (2023-JC-YB-410); Fundamental Research Funds for the Central Universities, CHD (300102214910)

关键词：桥梁工程,HB加强筋,混凝土3D打印,层间增强法,荷载-位移曲线,界面力学性能

基金：陕西省自然科学基金项目(2023-JC-YB-410);中央高校基本科研业务费专项资金项目(300102214910)

为了改善3D打印混凝土结构层间薄弱面的黏结性能，提升桥梁打印构件，尤其是主梁构件的抗弯承载能力，推动3D打印技术在桥梁工程的进一步应用，提出一种鱼骨形(Herringbone, HB)加强筋，对3D打印混凝土构件进行穿层加筋增强。设计并制备了多种加筋试件，分别进行了直接拉伸试验、劈裂拉伸试验与直接剪切试验,研究HB加强筋对打印构件层间界面黏结性能的影响。试验结果显示，HB加强筋的引入显著增强了打印试件的抗拉性能与抗剪性能。与无加筋的对照组试件相比，试件垂直于层间界面方向(<i>Z</i>方向)的抗拉强度从0.832 MPa提升至1.823 MPa，提升了119%；沿打印路径方向(<i>X</i>方向)的劈裂强度从1.262 MPa提升至2.387 MPa，提升了89%；垂直于打印路径方向(<i>Y</i>方向)的劈裂强度从1.179 MPa提升至2.212 MPa，提升了87%；<i>X</i>方向抗剪强度从1.487 MPa提升至3.819 MPa，提升了156%；<i>Y</i>方向抗剪强度从0.897 MPa提升至3.350 MPa，提升了273%。这些结果表明，使用HB加强筋作穿层布置可以有效地提高打印构件的层间界面黏结性能，尤其是抗拉和抗剪性能。此外，通过荷载-位移曲线分析，揭示了未加筋与加筋试件在承受荷载时的典型特征，证明了加强筋的植入不仅提高了试件的层间界面力学强度，还增强了3D打印试件的结构韧性。最后，根据试验结果，基于半理论半经验的方法回归了3D打印加筋试件的抗拉和抗剪强度计算公式，为加筋3D打印混凝土的工程应用提供了理论支持。

来源：2025年第12期

《中国公路学报》期刊编辑部

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