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钢管混凝土是一种“套箍”混凝土,是钢管和混凝土复合而成的材料。钢管混凝土具有强度高、自重低、优异的抗变形能力,所以非常适合大跨径结构。随着近些年来大跨度桥梁的不断建设、及钢管桥梁跨度的不断增加,特别是采用上承式桥梁,桥梁拱脚处受到的剪切应力更不容小视。考虑到钢纤维混凝土良好的抗裂性能,如果将钢管混凝土、钢纤维混凝土、自密实和自应力混凝土相结合,设计高掺量钢纤维顶升灌注钢管高强混凝土对于大跨径结构特别是大跨径桥梁更具有实际应用意义。本课题针对朔州至准格尔新建铁路工程黄河特大桥两岸陡峭、钢管跨度大、施工难度大等工程背景,设计满足高流动性、免振自密性能的C50微膨胀自密实钢管混凝土,及符合钢管顶升灌注作业的CF50高掺钢纤维钢管混凝土,并研究其各项性能指标及分析各个因素对性能的影响。本论文研究了符合顶升灌注施工特点的C50微膨胀自密实钢管混凝土及CF50高掺钢纤维钢管混凝土。对配制各组分的影响进行了探讨研究,并结合了宏观图片和微观分析。研究结果表明：1.C50微膨胀自密实钢管混凝土的最佳配合比,水灰比为0.31,粉煤灰掺量为10%,膨胀剂掺量为8%,砂率为40%左右,硅粉掺量为8%,3d强度≥40MPa,坍落度≥20cm。2.CF50高掺钢纤维钢管混凝土存在着钢纤维掺量分别为1.5%、2.0%最优选配合比,其性能符合设计要求和顶升灌注的施工,具体参数为：水灰比为0.30,粉煤灰掺量为10%,膨胀剂掺量为8%,砂率为60%,硅粉掺量为8%,胶材总量为650kg/m3。3.CF50高钢纤维掺量钢管混凝土存在最优砂率。抗压强度随砂率增大逐步降低；劈裂性能则是先增大后减小。砂率从55%-64%的改变,劈裂强度产生了极值。坍落度随砂率提高不断改善,但浆体粘性也随之增大,流动速度降低。4.胶材总量对高掺量钢纤维在混凝土中的分散性,和对新拌合浆体的工作性能有决定性的影响。胶材总量提升,浆体的工作性能改善明显,但胶材总量超过650kg/m3后,混凝土粘稠度不断的变大,工作性能下降。5.钢纤维的掺入对钢管混凝土的抗压强度贡献不大,而对劈裂性能却有巨大提升,随掺量增加不断递增。胶材600kg/m3时2%钢纤维掺量混凝土7d劈裂强度增幅变缓,原因为胶材用量不足限制了钢纤维的均匀分散。当胶材提升到650kg/m3,2%钢纤维掺量混凝土劈裂性能的提升得到恢复。6.胶材提高到650kg/m3后,钢纤维掺量1.5%时混凝土坍落度达19cm,2.0%掺量时混凝土坍落度17.7cm,此时高掺量钢纤维钢管混凝土仍符合泵送要求,但2%钢纤维掺量或更高可能加剧离析、成团等现象,工作性能不易控制。7.本文配制的钢管混凝土在实际的工程应用中得到了很好的验证,具有良好的可泵性,早强高强和补偿收缩性能。