鋼-超高性能混凝土組合橋面系中栓釘連接件的疲勞性能研究
本文選題:橋梁工程 + 鋼-UHPC組合橋面系。 參考:《中國(guó)公路學(xué)報(bào)》2017年03期
【摘要】:針對(duì)鋼-超高性能混凝土(UHPC)組合橋面系中栓釘連接件疲勞性能研究不足的狀況,采用精細(xì)數(shù)值模型和模型疲勞試驗(yàn),對(duì)岳陽洞庭湖大橋的鋼-UHPC組合橋面系中栓釘連接件的疲勞性能進(jìn)行了研究。在精細(xì)數(shù)值模型分析中,建立了岳陽洞庭湖大橋的多尺度有限元模型,提取了栓釘剪應(yīng)力的影響面,基于中國(guó)《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)疲勞車,計(jì)算得到了栓釘?shù)刃诩魬?yīng)力幅。在模型疲勞試驗(yàn)中,取橋面系的正彎矩和負(fù)彎矩板帶,設(shè)計(jì)了1組2個(gè)梁式足尺疲勞試件,其中正、負(fù)彎矩試件中的栓釘分別在119.5MPa和72.0MPa名義剪應(yīng)力下經(jīng)歷了200萬次疲勞加載。再考慮了影響面大小、車流量和設(shè)計(jì)年限等因素對(duì)等效疲勞應(yīng)力幅進(jìn)行修正,并對(duì)栓釘?shù)钠趬勖M(jìn)行了評(píng)估。結(jié)果表明:試件在經(jīng)歷200萬次疲勞加載后應(yīng)變?nèi)员3制浇孛?未發(fā)生明顯界面疲勞破壞,可保守取119.5 MPa和72.0 MPa作為正、負(fù)彎矩板帶試件中栓釘?shù)钠趶?qiáng)度;洞庭湖大橋組合橋面系中的栓釘連接件具有足夠的疲勞承載力安全儲(chǔ)備,能夠滿足120年的設(shè)計(jì)壽命要求。
[Abstract]:Aiming at the lack of research on fatigue performance of stud joints in steel-ultra-high performance concrete (UHPC) composite deck system, the fine numerical model and model fatigue test are used. The fatigue behavior of steel-UHPC composite deck connections of Dongting Lake Bridge in Yueyang is studied. In the fine numerical model analysis, the multi-scale finite element model of Yueyang Dongting Lake Bridge is established, and the influence surface of bolt shear stress is extracted. The equivalent fatigue shear stress amplitude of the bolt is calculated. In the model fatigue test, a group of 2 beam full-scale fatigue specimens were designed by taking the positive and negative bending moment plates of the bridge deck system. The studs in the positive and negative moment specimens were subjected to 2 million fatigue loads under the nominal shear stress of 119.5MPa and 72.0MPa, respectively. The equivalent fatigue stress amplitude was modified by taking into account the influence surface size, vehicle flow rate and design years, and the fatigue life of the pin was evaluated. The results show that the strain remains flat section after 2 million times of fatigue loading, and no obvious interface fatigue failure occurs. The fatigue strength of the bolt in the specimen with negative bending moment can be taken as positive and negative bending moment plate with positive value of 119.5 MPa and 72. 0 MPa. The bolted joints in the composite deck system of Dongting Lake Bridge have sufficient safety reserves for fatigue bearing capacity and can meet the design life requirements of 120 years.
【作者單位】: 清華大學(xué)土木工程系;湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院;中交公路長(zhǎng)大橋建設(shè)國(guó)家工程研究中心有限公司;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51478245) 交通運(yùn)輸部建設(shè)科技項(xiàng)目(2015 318J41 270)
【分類號(hào)】:U441.4
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本文編號(hào):1864632
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