新型鋼-混凝土組合橋面板結(jié)構(gòu)與材料研究.pdf

1、鋼-混凝土組合橋面板是指將鋼與混凝土組合成的橋面板安裝在鋼主梁上，使橋面板與梁共同受力的橋面梁結(jié)構(gòu)形式。目前，混凝土橋面板自重大、鋼橋面板耐久性差、疊合橋面整體性低，導(dǎo)致采用這類橋面板的橋梁，在大交通量反復(fù)作用下，橋面板病害多、維修周期短、基礎(chǔ)建設(shè)費(fèi)用高，且橋面負(fù)彎矩區(qū)易開(kāi)裂、滲水導(dǎo)致梁體銹蝕，影響橋梁服役壽命。針對(duì)這一問(wèn)題，本文依托主跨320m鋼管混凝土拱橋的廣安官盛渠江大橋，開(kāi)發(fā)了鋼-混凝土組合橋面板，該結(jié)構(gòu)自重輕、整體性好、成本低

2、、不需要模板，且全部工廠預(yù)制、施工簡(jiǎn)便、質(zhì)量易控制，已廣泛用于中小跨徑立交橋、特大跨鋼管混凝土拱橋、斜拉橋等工程。論文研究成果如下：
　　開(kāi)發(fā)了低收縮輕質(zhì)超高韌性水泥基復(fù)合材料，采用預(yù)濕保水的高強(qiáng)陶砂和細(xì)粒高強(qiáng)陶粒（5～10mm）替代普通ECC材料中的石英砂，利用充分預(yù)濕的陶粒、陶砂對(duì)水泥基材料的內(nèi)養(yǎng)護(hù)作用，降低材料收縮和表觀密度；摻加EA AC-Ⅱ型膨脹劑補(bǔ)償收縮，進(jìn)一步降低水泥基材料的收縮；選用多錨點(diǎn)鋼纖維與不同尺寸的PVA纖

3、維混雜增韌，減少PVA摻量，改善工作性能的同時(shí)提高韌性；選擇超分散、保塑降粘型減水劑，進(jìn)一步提高其工作性能，實(shí)現(xiàn)其泵送施工，制備出容重1840kg/m3、28d抗壓強(qiáng)度62MPa、抗折強(qiáng)度9.2MPa、180d干燥收縮率126×10-6、彈性模量8.76GPa、彎曲韌性指數(shù)I2024.01、在0.65應(yīng)力水平下抗彎拉疲勞壽命達(dá)到320萬(wàn)次的低收縮輕質(zhì)超高韌性水泥基材料。
　　基于所開(kāi)發(fā)的低收縮輕質(zhì)超高韌性水泥基材料，提出了在橋面梁

4、上設(shè)置“鋼頂板+剪力板+貫穿鋼筋+鋼筋網(wǎng)+高韌性水泥基材料”的新型鋼-混凝土組合橋面板結(jié)構(gòu)，通過(guò)有限元力學(xué)模擬分析、1:2縮尺模型的靜、動(dòng)力試驗(yàn)，研究了組合橋面板的力學(xué)行為，論證了剪切性能、極限承載能力、抗彎拉疲勞性能的影響規(guī)律，據(jù)此確定了水泥基材料強(qiáng)度等級(jí)與頂鋼板、開(kāi)孔鋼板、鋼筋網(wǎng)等構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)：在橋面梁上設(shè)置厚6～10mm頂鋼板，頂鋼板上依據(jù)橋面梁的支撐條件設(shè)置高50～80mm、間距300～500mm的帶圓孔剪力板，圓孔直徑φ

5、40～60mm，圓孔中心間距100～150mm，在圓孔內(nèi)穿φ12mm鋼筋，剪力板上設(shè)置間距100～150mm的縱橫鋼筋，再在其上澆筑120～200mm厚的高韌性水泥基材料。
　　通過(guò)疲勞模型試驗(yàn)揭示了新型組合橋面板的疲勞壽命是其設(shè)計(jì)服役壽命的2倍，橋面板服役期間因疲勞而導(dǎo)致的應(yīng)力增量小、剛度衰減較低，其抵抗車輛荷載作用時(shí)的抗彎拉疲勞開(kāi)裂性能優(yōu)異。
　　本文研究的新型鋼-混凝土組合橋面板結(jié)構(gòu)自重輕、剛度大、承載能力強(qiáng)、耐疲勞性