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混合梁斜拉桥主梁纵向由钢梁和混凝土梁结合而成,具有受力性能优、跨越能力大和性价比高等特点,在大跨径桥梁中具有显著优势。钢混结合段作为钢主梁和预应力混凝土主梁的连接部,承受由主跨传来的轴力大,加之钢梁和混凝土梁的刚度和强度相差悬殊,致使钢混结合段存在受力复杂和混凝土存在应力集中的特点,是混合梁斜拉桥保证长期服役功能的关键部位。有格室钢混结合段因传力平顺使其在混合梁斜拉桥中应用越来越普遍,但由于内部构造复杂,对格室内填充混凝土的工作性能和硬化混凝土的力学和长期变形性能要求较高。由于普通混凝土强度韧性不足以及长期收缩变形较大,致使采用普通混凝土灌注的钢混结合段存在不同程度的脱空、开裂和抗疲劳性能不足等问题,对结构服役期的承载能力产生不利影响,是采用有格室钢混结合段需要解决的问题。采用超高性能混凝土（Ultra High Performance Concrete,UHPC）作为灌注材料可大幅提高混凝土的浇筑质量,并且UHPC强度高、韧性好的特性还能有效提升钢混结合段的承载能力和抗疲劳性能。但是,由于UHPC胶凝材料用量大、水胶比低,导致UHPC水化热高和最终收缩大,在钢混结合段中应用时,可能出现混凝土早期温度应力开裂、钢-混界面脱空、后期收缩开裂和抗疲劳能力下降等问题,制约着UHPC在钢混结合段中的应用。研究开发低水化热微膨胀UHPC作为钢混结合段的灌注材料,有望解决UHPC在钢混结合段应用中的关键问题。基于此,本文结合湖北省交通运输厅科技项目“混合梁斜拉桥PC宽箱梁品质提升关键技术研究（项目编号为:2017-538-2-14）,以武穴长江公路大桥为工程背景,围绕低水化热微膨胀UHPC制备的材料组成、配制理论和原理、膨胀机理、收缩徐变特性、水化热及工程应用等方面开展研究,以期通过采用适合于混合梁斜拉桥钢混结合段灌注的UHPC材料,解决采用普通混凝土的有格室钢混结合段的不足,为有关工程应用提供借鉴和依据。本文主要研究内容及成果如下:（1）微膨胀UHPC的配制技术。基于微膨胀混凝土配制的基本理论和UHPC水胶比低、早期强度高的特点,提出了配制微膨胀UHPC需满足的基本条件。选用氧化钙膨胀剂（CaO-EA）、高吸水性树脂（SAP）和减缩剂（SRA）作为UHPC的补偿收缩材料;通过比较不同CaO-EA掺量对UHPC性能的影响,确定能最大限度提高膨胀的同时还能避免强度下降和体积稳定性不良的合理掺量;利用SAP对CaO-EA水化的促进作用和SRA对收缩的抑制作用,比较不同SRA和SAP掺量对UHPC性能的影响,分别确定SRA和SAP的最佳掺量和组合;研发了微膨胀UHPC的配制技术,当CaO-EA、SAP和SRA三掺时可配制出微膨胀UHPC,180d膨胀为68.2με。（2）微膨胀UHPC的配制原理。通过X射线衍射和热分析,明确了CaO-EA、SAP和SRA对微膨胀UHPC水化产物和水化程度的影响;通过氧化钙含量和内部相对湿度分析,明确了CaO-EA反应程度与体积膨胀的关系、内部相对湿度与早龄期体积膨胀的关系;通过孔隙率分析,明确了孔隙率与强度的关系。明确了微膨胀UHPC的配制原理,提出了配制微膨胀UHPC的基本路线。（3）微膨胀UHPC的收缩徐变特性。对微膨胀UHPC和普通UHPC的力学性能、收缩性能和徐变性能进行了长达1080d的测试,明确了UHPC长期性能的发展规律以及补偿收缩组分对UHPC长期性能的影响;基于测试结果,评估了国内外具有代表性规范中收缩徐变预测模型的适用性,确定了适合预测普通UHPC收缩徐变的规范公式,提出了适用于预测微膨胀UHPC收缩徐变的模型。DBJ43/T325-2017模型能较好地预测标准养护7d后普通UHPC室内环境下的收缩和徐变,采用补偿收缩组分影响系数修正后的DBJ43/T325-2017模型能较好地预测标准养护7d后微膨胀UHPC室内环境下的收缩和徐变。（4）微膨胀UHPC的水化热。理论分析了微膨胀UHPC的材料水化热,建立了材料水化热的计算模型;进行了微膨胀UHPC材料水化热的测试,研究了粉煤灰掺量和环境温度对材料水化热的影响;基于材料水化热试验结果对材料水化热计算模型进行了验证和修正,并确定了低水化热微膨胀UHPC的配合比。分别对采用普通微膨胀UHPC和低水化热微膨胀UHPC浇筑的大体积构筑物进行了水化热温度场测试,测试结果表明,普通和低水化热微膨胀UHPC水化热的最大温升分别为27.2和15.5℃;采用材料水化热计算模型对大体积构筑物温度场进行了有限元分析,评估了材料水化热计算模型在构筑物温度场分析中的适用性,并对构件尺寸进行了参数分析。（5）低水化热微膨胀UHPC的工程应用。以武穴长江公路大桥混合梁斜拉桥为工程背景,在其钢混结合段中采用低水化热微膨胀UHPC作为灌注材料,为评估低水化热微膨胀UHPC在实际工程的应用情况,现场测试了微膨胀UHPC的力学性能和结合段水化热温度场。利用桥梁结构专用有限元分析程序Midas Civil建立了有限元分析模型,对不同灌注材料（C55混凝土、普通UHPC和微膨胀UHPC）下钢混结构段在施工阶段和运营阶段的结构受力进行了分析,讨论了混凝土收缩和徐变特性对钢混结合段受力性能的影响,其中灌注材料的徐变对钢混结合段纵向正应力的影响约为收缩的10%,灌注材料的收缩特性相比于徐变特性更为关键,表明微膨胀UHPC是一种适用于钢混结合段的灌注材料。