鋼-超薄UHPC組合橋面板界面抗剪性能研究.pdf

1、正交異性鋼橋面板自上世紀(jì)五十年代出現(xiàn)以來，由于其具有諸如自重輕、架設(shè)方便、節(jié)省材料等優(yōu)點(diǎn)而獲得了廣泛的應(yīng)用，世界各地先后修建了一大批采用正交異性鋼橋面板的大跨橋梁，然而采用瀝青混合料鋪裝的正交異性鋼橋面板在使用過程中極易出現(xiàn)鋼梁的疲勞破壞與鋪裝層的車轍、開裂等病害。為了根治正交異性鋼橋面板的兩大頑疾，項(xiàng)目組將超高性能混凝土（以下簡稱UHPC）引入，與正交異性鋼板組合形成輕型組合橋面板，目前已有研究表明此種組合結(jié)構(gòu)能夠有效降低鋼梁疲勞細(xì)節(jié)

2、應(yīng)力幅，并幾乎杜絕了鋪裝層開裂的可能。
　　本文研究對象為UHPC層厚度僅為35mm的正交異性鋼板-超薄UHPC組合橋面板，針對其界面抗剪性能主要完成了以下工作:
　　(1)為了解決鋼-超薄UHPC組合橋面板由于UHPC層過薄而難以使用常規(guī)抗剪連接件形式的難題，提出了一種新型的抗剪連接件形式，即鋼筋網(wǎng)局部焊接抗剪連接件（以下簡稱焊接抗剪件）。設(shè)計(jì)并開展了推出試驗(yàn)，實(shí)測了50mm長焊接抗剪件的抗剪承載力與抗剪剛度，得到了焊接抗

3、剪件的荷載-滑移關(guān)系曲線。同時對推出試驗(yàn)全過程進(jìn)行了有限元模擬，在與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比校核之后對焊接抗剪件進(jìn)行了參數(shù)分析。試驗(yàn)結(jié)果表明:焊接抗剪件的推出試驗(yàn)破壞過程屬于脆性破壞，破壞前試件變形較小，焊縫長度為50mm的焊接抗剪件極限抗剪承載力為119kN，焊接抗剪件的線彈性抗剪剛度為1838kN/mm。計(jì)算結(jié)果表明:焊接抗剪件橫、縱向抗剪剛度差別不大，橫向抗剪承載力高于縱向抗剪承載力。隨著焊接抗剪件焊接長度減小，橫、縱向抗剪承載力差值減小

4、?？辜舫休d力、抗剪剛度與焊接抗剪件長度、縱向鋼筋直徑正相關(guān)，隨著焊接抗剪件長度和縱向鋼筋直徑的減小，其抗剪剛度與抗剪承載力均下降。
　　(2)以潤揚(yáng)長江大橋?yàn)楣こ瘫尘?，建立局部?jié)段有限元模型，通過子模型技術(shù)研究了不同焊接抗剪件布置方案對UHPC層與鋼梁的受力性能影響。計(jì)算結(jié)果表明:抗剪連接件的布置方案對輕型組合橋面板UHPC層影響較大，而對鋼梁各組成部分影響較小。在單位面積焊接抗剪件焊縫面積一定時，采用更小規(guī)格的焊接抗剪件即加大抗