鋼-UHPC輕型組合橋梁結構華夫橋面板的基本性能.pdf

1、基于UHPC，湖南大學邵旭東教授首次提出了適用于（特）大跨徑橋梁且無橫向表面受拉接縫的鋼-UHPC（Ultra-high performance concrete）輕型組合橋梁結構，以克服傳統(tǒng)預應力混凝土主梁、鋼主梁、鋼-混凝土組合主梁由于材料和結構本身缺陷所引起的病害。該輕型組合梁強度高、自重小、構造簡單、施工方便快捷，且全壽命經(jīng)濟效益顯著，具有較好的應用前景。本文從有限元分析、基于剛接梁法的初步計算、足尺條帶模型試驗三方面對UHPC

2、橋面板的局部受力性能進行了初步研究。
　　湖南省南縣-益陽高速公路南洞庭湖大橋，是一座雙塔雙索面半漂浮體系斜拉橋，主梁首次采用了鋼-UHPC輕型組合梁。提出三種UHPC橋面板設計方案:等厚橋面板、僅帶縱肋橋面板、華夫橋面板?；谌N橋面板結構型式，采用ANSYS分別建立斜拉橋標準節(jié)段的有限元模型，各方案分析結果對比表明，華夫板方案較余兩種方案具有更好的受力性能:車輛荷載作用下，其整體剛度和局部剛度最大;與等厚板相比，橋面板下緣縱向

3、應力稍有增大，面板上下緣縱橫向拉應力均大幅減小;荷載作用下華夫板方案高應力區(qū)最小，且縱向濕接縫處于低應力狀態(tài);抗裂設計時，而等厚板方案需沿橋寬密布配筋，而帶縱肋方案僅需在縱肋下緣配置縱向受拉鋼筋。疲勞荷載作用下，華夫板負彎矩受力狀態(tài)的疲勞性能最好，面板上緣縱橫向應力幅明顯減小。因此，南洞庭湖大橋鋼-UHPC輕型組合梁的橋面板建議采用均厚14cm的華夫板結構型式。
　　基于初等梁理論對UHPC多跨連續(xù)單向橋面板下緣拉應力進行初步計算

4、，結果表明:采用剛接梁法計算荷載橫向影響線，簡支橋面板跨徑取等代簡支跨0.577L時，計算得到的橫向影響線與有限元分析基本一致;根據(jù)橫向影響線對車輛荷載進行最不利位置布載，求得橫向分布系數(shù)，進而計算得到簡支板的最大拉應力，基于彈性半固接的邊界條件對其換算即可得到連續(xù)板的最大拉應力。與有限元分析結果對比表明，采用剛接梁法計算帶縱肋的橋面板時，計算精度較高，偏差在10％以內(nèi)，且計算結果偏于安全，而計算等厚橋面板時偏差較大，需進一步改進。

5、r>　　基于UHPC華夫橋面板開展了10個UHPC矮肋T梁靜載試驗研究，研究表明:受拉鋼筋配筋率、鋼筋直徑、直線型纖維直徑和長度對UHPC配筋梁的初裂應力影響不大，而纖維帶端鉤能顯著提高初裂應力，端鉤型、直線型纖維UHPC配筋梁正彎矩初裂應力分別為19.4MPa、10.6MPa，前者高出后者83％;負彎矩初裂應力分別為13.8MPa、8.4MPa，前者高出后者64％，鋼-端鉤纖維UHPC組合板正彎矩初裂應力達44.0MPa，為UHPC配

6、筋梁的2.29倍。正彎矩工況下，端鉤型纖維UHPC配筋梁初裂應力是下緣設計拉應力的1.45倍，試驗極限彎矩為設計彎矩的2.8倍。負彎矩工況下，負彎矩工況下，而端鉤型纖維UHPC配筋梁的初裂應力為設計應力的1.66倍，試驗極限彎矩為設計彎矩的5.9倍。UHPC配筋梁計算抗彎承載力與試驗值吻合較好，滿足華夫板承載能力極限狀態(tài)的設計彎矩，計算抗剪承載力遠大于試驗最大實測剪力，鋼-UHPC組合板計算抗剪承載力與試驗值基本吻合，計算抗彎承載力偏低