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(lái)，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(guò)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(jiǎn)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(duì)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(duì)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(guò)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(jiǎn)稱焊接抗剪件）。設(shè)計(jì)并開展了推出試驗(yàn)，實(shí)測(cè)了50mm長(zhǎng)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(shí)對(duì)推出試驗(yàn)全過(guò)程進(jìn)行了有限元模擬，在與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比校核之后對(duì)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(guò)程屬于脆性破壞，破壞前試件變形較小，焊縫長(zhǎng)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(zhǎng)度減小，橫、縱向抗剪承載力差值減小

4、。抗剪承載力、抗剪剛度與焊接抗剪件長(zhǎng)度、縱向鋼筋直徑正相關(guān)，隨著焊接抗剪件長(zhǎng)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(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋?yàn)楣こ瘫尘埃⒕植抗?jié)段有限元模型，通過(guò)子模型技術(shù)研究了不同焊接抗剪件布置方案對(duì)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(duì)輕型組合橋面板UHPC層影響較大，而對(duì)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(shí)，采用更小規(guī)格的焊接抗剪件即加大抗