鋼箱梁橋橋面鋪裝層材料研究與結構優(yōu)化設計.pdf

1、橋面鋪裝是鋼箱梁橋建設的關鍵環(huán)節(jié)，我國已建成數(shù)十座鋼箱梁橋，但到目前為止還沒有形成行之有效的鋪裝材料與結構形式，以及與之相配套的施工工藝及質(zhì)量控制體系。@ 本文在深入分析鋼橋面鋪裝特點、功能要求、破壞形態(tài)及原因后，提出了新型鋼橋面鋪裝材料與結構設計方案：即利用輕質(zhì)混凝土輕質(zhì)高強、隔熱等優(yōu)點，將其替代鋪裝下層SMA10，并通過焊接剪力件、綁扎鋼筋網(wǎng)等手段，提高鋪裝層與鋼橋面板協(xié)同一致變形能力；同時優(yōu)化輕質(zhì)混凝土配合比，采用纖維和聚合物增韌

2、增強，改善變形能力和耐久性，綜合提高鋼橋面鋪裝的使用壽命。 研究了纖維種類、摻量、聚合物對輕質(zhì)混凝土工作性能、容重、強度、韌性、應力應變、抗?jié)B及干縮性能影響規(guī)律，制備出適宜于鋼橋面鋪裝的高韌性輕質(zhì)混凝土，其性能指標：干表觀密度小于2000kg/m<'3>；初始坍落度大于20cm，2h大于18cm，不分層離析，可泵性良好；28d抗壓強度大于58MPa，28d抗彎強度大于7.0MPa，韌性指數(shù)η<,30>大于25；90d干縮率小于2

3、.8×10<'4>，抗?jié)B等級達P12以上；研究了輕質(zhì)混凝土的應力．應變特性，提出了LC40、LC50應力應變?nèi)€數(shù)學表達式，探明了輕質(zhì)混凝土本構關系。 研究了組合結構靜力學性能，并利用大型有限元軟件ANSYS進行計算對比分析。結果表明：鋪裝層厚度增加會提高組合層的極限承載力；剪力件間距的減小增加了鋼板與輕質(zhì)混凝土鋪裝層之間的界面抗剪力和極限承載力，繼續(xù)減小剪力件間距對于提高極限承載力作用有限；鋼板及剪力件的共同作用使得組合件在

4、彈性階段表現(xiàn)出良好的線性關系，組合梁跨中撓度計算與試驗值相近，兩者擬合的較好。 研究了剪力件的焊接工藝對鋼橋面體系影響，結果表明按本方案焊接剪力件不會產(chǎn)生應力集中，對鋼橋板母材不會造成不良影響；測試了剪力件的力學性能；制定了鋼橋面焊接剪力件的施工工藝及質(zhì)量控制體系；制定了鋼橋面鋪裝高韌性輕質(zhì)混凝土與SMA13的施工工藝及質(zhì)量控制體系； 本方案在武漢東西湖互通C匝道橋、武漢香港路立交橋等進行了工程應用，并即將用于武漢中環(huán)線