超高性能輕型組合梁局部受力性能.pdf

1、現(xiàn)在許多新建的大跨徑橋梁選擇正交異性鋼橋面結(jié)構(gòu)作為橋面系。然而，正交異性鋼橋面板在許多工程實(shí)踐中被證明存在兩大技術(shù)難題：鋼橋面的疲勞開(kāi)裂以及傳統(tǒng)橋面鋪裝層的病害。因此，筆者所在的研究團(tuán)隊(duì)提出，在正交異性鋼橋面板上通過(guò)設(shè)置抗剪連接件、密配鋼筋網(wǎng)后澆筑薄型超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)形成結(jié)構(gòu)層，并在其上鋪筑磨耗層，形成超高性能輕型組合梁。這種新型結(jié)構(gòu)具有良好的抗疲勞性能，既能用于

2、舊橋的加固改造工程，也可用于新建橋梁項(xiàng)目。本文對(duì)超高性能輕型組合梁的局部受力性能進(jìn)行了初步研究，通過(guò)數(shù)值分析方法和足尺模型靜力試驗(yàn)完成了以下工作：
　　（1）根據(jù)臨岳高速洞庭湖大橋原正交異性鋼橋面的設(shè)計(jì)，提出了幾種超高性能輕型組合梁方案，包括閉口肋方案和開(kāi)口肋方案。通過(guò)大型通用有限元程序ANSYS建立每種方案的局部橋面系計(jì)算模型，對(duì)比各方案的結(jié)構(gòu)位移及應(yīng)力結(jié)果，選出適合于洞庭湖大橋的最佳橋面系方案。分析結(jié)果表明：超高性能輕型組合梁

3、方案均具有良好的受力性能，與原方案相比，極大地提高了結(jié)構(gòu)的局部剛度，降低了結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平；而在超高性能輕型組合梁方案中，開(kāi)口縱向加勁肋方案和閉口縱向加勁肋相比，能更大幅度的降低橫隔板上的應(yīng)力水平，具有更好的抗疲勞性能。
　　（2）為了研究帶閉口縱向加勁肋的超高性能輕型組合梁的局部受力性能，參考洞庭湖大橋，制作橋面板的足尺靜力試驗(yàn)?zāi)Ｐ?。分別對(duì)澆筑UHPC層之前的純鋼梁和澆筑UHPC層之后的組合梁進(jìn)行靜力加載試驗(yàn)。靜力試驗(yàn)結(jié)果表明：超

4、高性能輕型組合梁極大地降低了正交異性鋼橋面結(jié)構(gòu)中容易發(fā)生疲勞破壞的細(xì)節(jié)的應(yīng)力水平，尤其是對(duì)于鋼頂板，應(yīng)力降幅達(dá)到90％，但對(duì)橫隔板的應(yīng)力降幅較小。
　　（3）為了研究帶開(kāi)口縱向加勁肋的超高性能輕型組合梁的局部受力性能，參考洞庭湖大橋，制作橋面板的足尺靜力試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀７謩e對(duì)澆筑UHPC層之前的純鋼梁和澆筑UHPC層之后的組合梁進(jìn)行靜力加載試驗(yàn)。靜力試驗(yàn)結(jié)果表明：帶開(kāi)口縱向加勁肋的超高性能輕型組合梁也極大地降低了正交異性鋼橋面結(jié)構(gòu)中容易