钢-超高延性混凝土组合桥面结构力学 性能分析及疲劳试验

摘要：

为改善当前大跨径钢桥钢箱梁桥面板普遍存在疲劳开裂的现状,提升钢桥面铺装体系正常服役寿命,提出了一种钢-超高延性混凝土组合桥面方案:组合桥面主要由正交异性钢桥面板、 配筋超高延性混凝土层和沥青磨耗层组成,钢桥面板上表面焊接栓钉,并设置防水黏结层,超高延性混凝土层与钢桥面板间通过栓钉相连,超高延性混凝土层上表面采取表面粗糙处理,并设置防水黏结层,确保与其上的沥青磨耗层之间形成可靠连接.以虎门大桥钢箱梁为背景,采用有限元软件Abaqus对所提出的组合桥面铺装体系进行了力学性能分析.分析结果表明:采用组合桥面铺装体系,可明显提升正交异性钢桥面铺装体系的整体刚度,使得正交异性钢桥面板关键受力部位的应力水平降低25％ ～45％,显著延长钢桥面板疲劳寿命.制作了足尺钢箱梁子结构试验模型并开展了疲劳试验研究,疲劳试验结果表明:在规范规定的疲劳车荷载及高于疲劳车荷载的疲劳荷载作用下,累计经历400万次疲劳试验后,组合桥面铺装结构铺装层和钢桥面板均未出现破坏迹象,采用钢-超高延性混凝土组合桥面,可有效延长钢桥面铺装结构使用寿命.研究成果为既有存在病害的钢桥钢箱梁承载力的恢复甚至提高,乃至新建钢桥的桥面铺装提供了一种有益的选择方案.

关键词：桥梁工程、服役性能、仿真分析及疲劳试验、正交异性钢桥面铺装结构、超高延性混凝土

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分类号：U443.33(桥涵工程)

资助基金：国家重点研发计划资助项目2018YFC0809600, 2018YFC0809606;交通运输部应用基础研究项目2014319223220;交通运输部建设科技项目2014318223030

在线出版日期：2019-08-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：59-66