轻型组合桥面uhpc层的弯拉静力及疲劳性能试验研究

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1、学校代号10532学号S12011144分类号U443.32密级公开硕士学位论文轻型组合桥面UHPC层的弯拉静力及疲劳性能试验研究学位申请人姓名李文光培养单位土木工程学院导师姓名及职称邵旭东教授学科专业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05月26日学校代号：10532学号：S12011144密级：公开湖南大学硕士学位论文轻型组合桥面UHPC层的弯拉静力及疲劳性能试验研究学位申请人姓名：李文光导师姓名及职称：邵旭东教授培养单位：土木工程学院专业名称：土木工程论文提交日期：2015年5月26日论文答辩

2、日期：2015年5月29日答辩委员会主席：刘光栋教授ExperimentalresearchonstaticandfatigueflexuralperformanceofUHPClayerinlight-weightedcompositebridgedeckbyLIWenguangB.E.(HunanUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCivilEngi

3、neeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorSHAOXudongMay,2015湖南大学学位论文原创性声明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得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，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人和集体已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果，均由本人承担。：作者签名：日期年＜＾月片日学位论文版权使

4、用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，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Ｗ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）作者签名：：私＾日期年月八日导师签名：日期：２。作年＾月知日／轻型组合桥面UHPC层的弯拉静力及疲劳性

5、能试验研究摘要基于现代桥梁和组合结构的发展要求，针对常规正交异性钢桥面的两大难题，湖南大学邵旭东教授提出将配筋UHPC通过抗剪连接件与钢桥面板形成组合结构而协同受力，即钢-UHPC轻型组合桥面系。本文为探究该组合桥面系的横向抗弯性能，对10块钢-UHPC组合简支板进行试验研究及其开裂强度与承载力分析，得出：保护层厚度与截面配筋率对UHPC层开裂荷载影响十分显著，设计时应当将横桥向钢筋置于纵桥向钢筋之上，并适当提高配筋率；当裂缝宽度小于0.2mm时，荷载与最大裂缝宽度关系近似线性。正弯矩作用下，纯弯段裂缝间距几乎与横向钢筋的

6、间距相同；在极限荷载前，荷载与最大裂缝宽度关系近似线性；钢板将纯弯段UHPC最大裂缝宽度有效限制在0.2mm左右。采用弹性分析方法计算UHPC的开裂强度为18.4MPa~32.7MPa，大于实桥荷载作用下UHPC顶面横向拉应力；采用塑性分析方法计算钢-UHPC组合板的抗弯承载力，与试验值吻合较好。本文基于已建的肇庆马房大桥与在建的岳阳洞庭湖二桥均采用了带纵向开口加劲肋的轻型组合桥面，开展了不同配筋率的工字钢梁-UHPC轻型组合梁弯拉疲劳试验研究，得出：该轻型组合梁低、高配筋率的UHPC层静力弯拉开裂强度fcr分别为33.2

7、MPa与54.6MPa；当UHPC拉应力幅均为0.49f~0.15f时，低、高crcr配筋UHPC层的等效脉动应力分别为14.8MPa、24.3MPa，低、高配筋截面钢-UHPC轻型组合梁分别历经273.4万次、374.0万次弯拉疲劳荷载后，其整体抗弯刚度只稍微减小，UHPC顶面只出现一条细小横向裂缝，说明该轻型组合梁具有良好的抗弯拉疲劳性能；随着截面配筋率的提高，UHPC层的疲劳开裂寿命明显延长，UHPC剩余弯拉强度越大，并且剩余强度与静载强度的比值也越大。本文分别采用Modecode2010中的推荐公式、基于我国GB5

8、0010-2010规范的修正公式与法国UHPFRC-2013规范的推荐公式计算钢-UHPC轻型组合板的裂缝宽度，对比计算结果与试验值可知：基于我国GB50010-2010规范的修正公式可用于预测组合板在负弯矩作用下的开裂荷载，预测值有一定精度且偏安全；对于对于保护层厚较大的组合板，当裂缝宽度小于0.1m