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(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，國(guó)內(nèi)興建了許多大跨徑橋梁。正交異性鋼板因其自重輕、運(yùn)輸架設(shè)方便等突出的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于大跨度鋼橋。然而，大量的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)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(guó)內(nèi)外研究人員通過幾十年的探索，進(jìn)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(tuán)隊(duì)提出，通過抗剪連接件將密實(shí)配筋的活性粉末混凝土(Compact Reinforced Reactive Powder

2、Concrete，簡(jiǎn)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(jiǎn)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(shí)際運(yùn)營(yíng)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(duì)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(duì)“正交異性鋼板-超薄RPC組合橋面結(jié)構(gòu)”的疲勞性能進(jìn)行了初步研究，通過數(shù)值分析和疲勞試驗(yàn)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(jì)算以及橋面板局部輪載效應(yīng)計(jì)算模型。綜合兩部分的計(jì)算結(jié)果，對(duì)虎門懸索橋加勁梁截面應(yīng)力計(jì)算關(guān)鍵控制點(diǎn)在采用新型組合橋面結(jié)構(gòu)前后的應(yīng)力值進(jìn)行了對(duì)比分析，并結(jié)合AASHTO規(guī)范的相關(guān)疲勞驗(yàn)算規(guī)定，對(duì)正交異性鋼橋面板的疲勞壽命進(jìn)行了評(píng)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(xiǎn)。
　　(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(yàn)?zāi)Ｐ汀Ｆ趹?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。“正交異性鋼板-超薄RPC組合橋面結(jié)構(gòu)”抗彎疲勞性能試驗(yàn)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(jì)應(yīng)力幅的反復(fù)作用后，RPC層不會(huì)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