轻型组合桥面板的疲劳性能研究_丁楠_邵旭东

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1、第48卷第1期土木工程学报Vol．48No．12015年1月CHINACIVILENGINEEＲINGJOUＲNALJan．2015轻型组合桥面板的疲劳性能研究1，21丁楠邵旭东(1．湖南大学，湖南长沙410082;2．安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽合肥230088)摘要:疲劳性能是钢桥面板设计的主要关注点，为研究轻型组合桥面板的疲劳性能，以广东虎门大桥为背景，建立局部有限元模型，利用热点应力法，对不同厚度超高性能混凝土(UHPC)层情形下，钢桥面典型易疲劳开裂细节，进行应力幅计算。然后，对采用45mm厚UH

2、PC层的轻型组合桥面板进行UHPC层及栓钉应力(剪力)分析，并依据前人和二次疲劳足尺模型试验对UHPC层的抗弯拉疲劳性能进行评价。研究结果表明:轻型组合桥面板中UHPC层对于钢面板与纵肋连接细节，应力幅改善作用很大，而对其余细节，其改善程度相对较小;采用45mm厚UHPC层时，前者应力降幅高达51%～82%，后者降幅为21%～28%;面板与纵肋连接细节、纵肋对接细节及横隔板弧形切口细节的疲劳开裂风险可完全消除;UHPC层峰值拉应力为11．91MPa，两次疲劳试验表明其抗弯拉疲劳性能远超虎门大桥的要求。关键词:轻型组合桥面板

3、;疲劳性能;应力幅;超高性能混凝土;疲劳试验中图分类号:U443．32文献标识码:A文章编号:1000-131X(2015)01-0074-08Studyonfatigueperformanceoflight-weightedcompositebridgedeck1，21DingNanShaoXudong(1．HunanUniversity，Changsha410082，China;2．AnhuiTransportConsulting＆DesignInstituteCo．，Ltd．，Hefei230088，China)Ab

4、stract:Fatigueperformanceisanimportantissueinthedesignofsteelbridgedecks．Inordertostudythefatigueperformanceoflight-weightedcompositebridgedeck，localfiniteelementmodelsofHumenBridgeinGuangdongwereestablished．Hotspotstressapproachisusedtocalculatethestressrangesoft

5、ypicalfatigue-crackingdetailsofsteelbridgedeckwithdifferentultra-highperformanceconcrete(UHPC)layerthickness．ThestressesofUHPClayerandtheshearforcesinlight-weighted45mm-thickUHPClayercompositebridgedeckareanalyzedandtheflexuralfatigueperformanceoftheUHPClayerisass

6、essedbasingontheresultsoftwofull-scalemodelfatigueexperiments．TheresultsshowthattheUHPClayerhasmoreinfluenceonthestressrangesofrib-to-deckplatejointsthanotherdetails．Whenadopting45mmthickUHPClayer，stressrangesofrib-to-deckplatejointscanbereducedbetween51%and82%，wh

7、ileforotherdetails，thestressrangesarsonlyreducedabout20%．Consequently，theriskoffatiguecrackinginrib-to-deckplatejoints，longitudinalribsplicejointsandcopeholesinthecrossbeamscanbeeffectivelyeliminated．ThemaximumtensilestressofUHPClayeris11．91MPa，andthetwofatiguetes

8、tsshowthattheflexuralfatigueperformanceofUHPCisfarbeyondtherequirementsofHumenBridge．Keywords:light-weightedcompositebridgedeck;fatigueperformance;stres