正交異性鋼板—超薄RPC組合橋面結(jié)構(gòu)疲勞性能研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，國內(nèi)興建了許多大跨徑橋梁。正交異性鋼板因其自重輕、運輸架設(shè)方便等突出的優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于大跨度鋼橋。然而，大量的工程實踐經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，正交異性鋼橋面板存在兩大技術(shù)難題：鋼橋面疲勞開裂和鋼橋面鋪裝病害。國內(nèi)外研究人員通過幾十年的探索，進行了很多有益的嘗試，但仍未能從根本上解決上述難題。筆者所在的研究團隊提出，通過抗剪連接件將密實配筋的活性粉末混凝土(Compact Reinforced Reactive Powder

2、Concrete，簡稱CRRPC)與正交異性鋼橋面板結(jié)合成整體形成組合結(jié)構(gòu)，有望在解決鋼橋面兩大技術(shù)難題方面取得突破。該新型橋面簡稱為“正交異性鋼板-超薄RPC組合橋面結(jié)構(gòu)”。由于正交異性鋼橋面的結(jié)構(gòu)特殊性和實際運營環(huán)境的復(fù)雜性，這種新型組合橋面結(jié)構(gòu)的疲勞性能研究對于其工程應(yīng)用是至關(guān)重要的。本文基于虎門懸索橋橋面改造工程，對“正交異性鋼板-超薄RPC組合橋面結(jié)構(gòu)”的疲勞性能進行了初步研究，通過數(shù)值分析和疲勞試驗等方法主要完成了以下工作：

3、
　　(1)分別通過三維空間有限元軟件Midas Civil和ANSYS建立了虎門懸索橋的全橋整體計算以及橋面板局部輪載效應(yīng)計算模型。綜合兩部分的計算結(jié)果，對虎門懸索橋加勁梁截面應(yīng)力計算關(guān)鍵控制點在采用新型組合橋面結(jié)構(gòu)前后的應(yīng)力值進行了對比分析，并結(jié)合AASHTO規(guī)范的相關(guān)疲勞驗算規(guī)定，對正交異性鋼橋面板的疲勞壽命進行了評估。分析結(jié)果表明：采用“正交異性鋼板-超薄RPC組合橋面結(jié)構(gòu)”可以保證全橋主纜體系的結(jié)構(gòu)安全性，并能夠極大地減

4、小鋼橋面疲勞開裂的風(fēng)險。
　　(2)完全按照虎門懸索橋正交異性鋼橋面板的尺寸，建立了橋面板條帶足尺疲勞試驗?zāi)Ｐ?。疲勞?yīng)力幅根據(jù)虎門懸索橋在采用新型組合橋面結(jié)構(gòu)之后的活性粉末混凝土的縱橋向最大拉應(yīng)力決定?！罢划愋凿摪?超薄RPC組合橋面結(jié)構(gòu)”抗彎疲勞性能試驗結(jié)果表明：該新型組合橋面結(jié)構(gòu)經(jīng)過200萬次設(shè)計應(yīng)力幅的反復(fù)作用后，RPC層不會疲勞開裂，具備應(yīng)用于虎門懸索橋的技術(shù)可行性。
　　(3)完全按照虎門懸索橋正交異性鋼橋面板的