普通混凝土预应力箱梁桥受力明确、抗扭性能优异、架设安装便捷、桥下视觉效果优良,是实际工程广泛选用的一种桥型。但一方面,普通混凝土抗拉强度低,运营过程中混凝土箱梁腹板易开裂;另一方面,普通混凝土收缩徐变效应复杂,交变荷载作用下的预应力损失难以估判,普通混凝土预应力箱梁桥主梁在工程实践中的长期下挠问题突出。主梁下挠会加剧梁体裂缝发展,导致梁体刚度降低,从而进一步加剧挠度的发展,这些方面的耦合作用效应,已经成为了该类桥型发展的瓶颈。随着超高性能混凝土(UHPC)材料的发展,湖南大学邵旭东教授课题组提出了单向预应力UHPC新型箱梁桥的概念。这种桥梁体系结合了UHPC在强度及徐变方面优异的力学性能,有望从材料上根本性地解决普通混凝土箱梁桥梁体开裂与下挠这两大病害。课题组通过相关试验研究,已经掌握了UHPC箱梁桥的多项结构性能,而关于体外预应力束在UHPC箱梁中的布置及转向问题还有待进一步研究。囿于普通混凝土的低抗拉强度,传统的块式、肋式、横隔板式转向构造体积大且配筋复杂。本文结合UHPC优异的力学性能及UHPC箱梁密集隔板的布置特点,提出一种轻质、高承载力的适合体外预应力束转向的UHPC转向构造,并对其在以下方面展开探讨:(1)根据UHPC箱梁密集隔板配置情况及其节段悬臂拼装施工方法,分析其在不同施工阶段体外束的布置及转向情况,由此明确UHPC箱梁中转向块的三个基本转向位置,以及在这三个位置进行体外束转向可能会影响的不同箱梁板件。(2)结合传统的普通混凝土转向块中肋式转向块的受力机理及UHPC箱梁中密集横隔板的配置,提出了新型UHPC肋块式转向构造形式。这种转向构造在UHPC箱梁横隔板局部进行加厚形成转向体,能够使得横隔板、腹板等箱梁板件与转向块结合成整体共同承受体外束转向力作用。(3)以广东某拟建UHPC箱梁桥为工程背景,对其预应力体系进行试设计,并通过Midas软件对全桥进行整体计算,计算结果满足设计要求。据该桥体外预应力束的转向位置,通过ANSYS软件建立线弹性局部模型对各个转向位置体外束转向力引起的不同应力场进行了分析,并将受力最不利的腹板下折束转向块单独进行分析,总结出在体外束转向力作用下的5种局部效应,各效应应力值在1.1~3.2MPa之间。偏安全地将整体计算中腹板受力与转向力作用下的腹板剪切效应应力峰值叠加后的结果为6.3MPa。(4)通过设计UHPC肋块式转向块足尺试件,考察UHPC肋块式转向块在承受竖向转向分力时腹板、横隔板以及自身的反应,对其裂缝发展情况、破坏形态进行了观测与总结,对转向块自身、横隔板、腹板应变发展情况进行了监测与分析,试验得到的UHPC肋块式转向块抗裂安全系数可取为3.7。(5)采用有限元软件对试验进行了全过程模拟,并对比有限元计算结果与试验结果中的荷载-挠度曲线、裂缝分布等,以此验证有限元建模方式的可靠性。对UHPC轴拉强度、导角、转向块配筋等参数进行了分析,给出了UHPC肋块式转向块建议配筋图;对UHPC转向块尺寸进行优化,并在满足相同大小转向力受力要求的情况下,对UHPC肋块式转向构造与普通混凝土转向构造各项参数进行对比,证明了UHPC肋块式转向块的经济性及施工性。