鋼橋面-超薄UHPC-TPO組合鋪裝抗彎疲勞試驗研究.pdf

1、鋼橋面鋪裝層作為整個鋼橋面結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其發(fā)展越來越受到學(xué)術(shù)界及工程界的重視。針對自重非常敏感的特大跨徑橋梁，本文提出一種鋼-超薄UHPC-TPO組合橋面解決方案。
　　本文是以虎門大橋作為工程背景，擬對鋼-超薄UHPC-TPO鋪裝體系方案的進(jìn)行抗彎疲勞性能的研究，本論文主要完成了以下工作:
　　開展鋼-超薄UHPC-TPO組合板靜力抗彎試驗研究。試驗結(jié)果表明:TPO比UHPC更早呈現(xiàn)非線性特性;當(dāng)UHPC層裂縫寬度達(dá)

2、到0.2mm時，TPO并沒有開裂，仍具有較強的變形能力。組合板破壞時，鋼-UHPC層間滑移較小，最大滑移量為3.12mm; TPO-UHPC界面無明顯變化。采用彈性分析方法計算UHPC的開裂強度為22.08～24.28MPa，大于實橋荷載作用下UHPC頂面橫向拉應(yīng)力;當(dāng)UHPC裂縫寬度達(dá)到0.05mm時，TPO層無可視裂縫出現(xiàn)，TPO開裂強度應(yīng)超過此時其對應(yīng)的計算拉應(yīng)力6.15MPa，遠(yuǎn)高于實橋荷載下橫橋向TPO最大拉應(yīng)力。采用塑性分析

3、方法計算鋼-UHPC-TPO組合板的極限抗彎承載力，與試驗值相比偏大。
　　結(jié)合有限元分析方法，對組合板的橫向抗彎疲勞性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明:鋼橋面-超薄UHPC-TPO組合鋪裝體系在最不利荷位工況下，有限元計算橫橋向UHPC層最大拉應(yīng)力6.93MPa，橫橋向TPO層最大拉應(yīng)力1.04MPa;組合板在UHPC層拉應(yīng)力范圍為1.9MPa～9.3MPa的疲勞荷載作用下(等效脈動應(yīng)力為8.5MPa)和UHPC層拉應(yīng)力范圍為2.9MPa～

4、14.0MPa（等效脈動應(yīng)力13.2MPa）的疲勞荷載作用下，先后加載200萬次和337萬次，UHPC層表面出現(xiàn)寬度為0.05mm裂縫，TPO表面始終未見裂縫出現(xiàn)。組合板單獨在拉應(yīng)力范圍為2.9MPa～14.0MPa（等效脈動應(yīng)力13.2MPa）的疲勞荷載作用下，歷經(jīng)430.1萬次后，UHPC最大裂縫寬度達(dá)到0.05mm，TPO仍無可視裂縫出現(xiàn)。TPO顯示出良好的抗裂紋擴(kuò)展性能;組合板在疲勞試驗前后，剛度分別下降13.1％和9.6％;剩