超高性能轻型组合梁局部受力性能

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1、学校代号10532学号S1201W162分类号U443.32密级公开工程硕士学位论文超高性能轻型组合梁局部受力性能学位申请人姓名欧阳泽卉培养单位土木工程学院导师姓名及职称邵旭东教授宁夏元高工学科专业建筑与土木工程研究方向大跨与新型桥梁结构研究论文提交日期2015年5月26日学校代号：10532学号：S1201W162密级：公开湖南大学工程硕士学位论文超高性能轻型组合梁局部受力性能学位申请人姓名：欧阳泽卉导师姓名及职称：邵旭东教授宁夏元高工培养单位：土木工程学院专业名称：建筑与土木工程论文提交日期：2015年5月26日论文答辩日期：2015年5月29日答辩

2、委员会主席：刘光栋教授Thelocalmechanicalperformanceoftheultra-highperformancelight-weightcompositebridgedeckbyOUYANGZehuiB.E.(HunanUniversity)2012AThesisSubmittedinPartialSatisfactionoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringinArchitectureandCivilEngineeringintheGraduateSchoolofHuna

3、nUniversitySupervisorProfessorSHAOXudongSeniorEngineerNINGXiayuanMay,2015湖南大学学位论女原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研巧成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中从明确方式ｔ巧明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：曰期：２评ｒ年＾月曰Ｅｔ巧畔却阿学位论文版权使用授权书、使用学位论文

4、的规定本学位论文作者完全了解学校有关保留，同意学校保。留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅本人授权湖南大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。，可レッ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本授权书。２、不保密囚。＂＂（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）〇／作者签名：欢巧辞日期訓夕年＾月曰６口Ｉ日导师签名日期：从护年月超高性能轻型组合梁局部受力性能摘要现在许多新建的大跨径桥梁选择正交异性钢桥面结构作为桥面系。然而，正交

5、异性钢桥面板在许多工程实践中被证明存在两大技术难题：钢桥面的疲劳开裂以及传统桥面铺装层的病害。因此，笔者所在的研究团队提出，在正交异性钢桥面板上通过设置抗剪连接件、密配钢筋网后浇筑薄型超高性能混凝土(Ultra-HighPerformanceConcrete,UHPC)形成结构层，并在其上铺筑磨耗层，形成超高性能轻型组合梁。这种新型结构具有良好的抗疲劳性能，既能用于旧桥的加固改造工程，也可用于新建桥梁项目。本文对超高性能轻型组合梁的局部受力性能进行了初步研究，通过数值分析方法和足尺模型静力试验完成了以下工作：（1）根据临岳高速洞庭湖大桥原正交异性钢桥面的

6、设计，提出了几种超高性能轻型组合梁方案，包括闭口肋方案和开口肋方案。通过大型通用有限元程序ANSYS建立每种方案的局部桥面系计算模型，对比各方案的结构位移及应力结果，选出适合于洞庭湖大桥的最佳桥面系方案。分析结果表明：超高性能轻型组合梁方案均具有良好的受力性能，与原方案相比，极大地提高了结构的局部刚度，降低了结构的应力水平；而在超高性能轻型组合梁方案中，开口纵向加劲肋方案和闭口纵向加劲肋相比，能更大幅度的降低横隔板上的应力水平，具有更好的抗疲劳性能。（2）为了研究带闭口纵向加劲肋的超高性能轻型组合梁的局部受力性能，参考洞庭湖大桥，制作桥面板的足尺静力试验

7、模型。分别对浇筑UHPC层之前的纯钢梁和浇筑UHPC层之后的组合梁进行静力加载试验。静力试验结果表明：超高性能轻型组合梁极大地降低了正交异性钢桥面结构中容易发生疲劳破坏的细节的应力水平，尤其是对于钢顶板，应力降幅达到90%，但对横隔板的应力降幅较小。（3）为了研究带开口纵向加劲肋的超高性能轻型组合梁的局部受力性能，参考洞庭湖大桥，制作桥面板的足尺静力试验模型。分别对浇筑UHPC层之前的纯钢梁和浇筑UHPC层之后的组合梁进行静力加载试验。静力试验结果表明：带开口纵向加劲肋的超高性能轻型组合梁也极大地降低了正交异性钢桥面结构中容易发生疲劳破坏的细节的应力水平

8、，对横隔板的应力降幅达到了62%，这要优于闭口纵向加劲肋方案，提高了结构的抗疲劳