鋼-UHPC輕型組合橋面全過程及空間受力性能研究.pdf

1、為解決傳統(tǒng)正交異性鋼橋面的鋪裝層破損和鋼結構疲勞開裂這兩類病害，湖南大學邵旭東教授提出了一種鋼-UHPC輕型組合橋面結構，通過剪力連接件使得密配筋UHPC層與鋼面板協(xié)同受力，有效降低了鋼結構疲勞應力幅，并幾乎避免了鋪裝層破損的發(fā)生。
　　本文的內容從鋼-UHPC輕型組合橋面結構的空間受力性能和全過程受力性能兩個方面展開:
　　(1)為研究鋼-UHPC輕型組合橋面的空間受力性能，依托洞庭湖二橋項目建立了節(jié)段模型進行計算分析，結

2、果表明:組合橋面板在車輪荷載作用下的縱橫向受力均表現(xiàn)出明顯的局部性。各分析斷面的組合橋面板均在輪載作用的橫向位置出現(xiàn)橫向應力峰值，而在其他區(qū)域，各分析斷面的組合橋面板的橫向應力值相差不大，UHPC層最大橫向拉應力為6.76MPa;在荷載直接作用的分析斷面,組合橋面板在輪載作用的橫向位置出現(xiàn)縱向應力峰值;而在其他分析斷面，組合橋面板縱向應力分布均勻，UHPC層最大縱向拉應力為7.2MPa。
　　(2)為探索組合橋面板在輪載作用下，第

3、二、第三體系受力的組成，設計制作了一足尺模型，并進行了靜載試驗和有限元分析，結果表明:組合橋面在車輪荷載作用下，其橫向受力局部效應明顯;在車輪荷載影響區(qū)域內，組合橋面受力以第三體系為主，相應截面彎矩達到了總彎矩的75％，而在其他區(qū)域，第三體系受力所占比重迅速衰減，組合橋面受力以第二體系為主。
　　(3)對足尺模型進行了全過程試驗與分析，結果表明:橫向全過程試驗實測的UHPC層橫向開裂應變達到了1798με，根據(jù)實測的開裂荷載，采用

4、彈性分析方法得到UHPC層的橫向開裂強度為35.3MPa，遠大予洞庭湖二橋在設計車輛荷載作用下的6.76MPa的UHPC頂面最大橫向拉應力，鋼-UHPC輕型組合橋面具有良好的使用性能;開裂后，荷載-位移曲線持續(xù)上升，密配筋UHPC層在受拉開裂后表現(xiàn)出良好的抗拉韌性。隨著荷載的增加，足尺模型的裂縫寬度增長并不顯著，而是裂縫數(shù)量及裂縫長度逐漸增多，輕型組合橋面板具有良好的能量耗散能力。峰值荷載時，最大裂縫寬度只有0.07mm，UHPC層在使