本文關(guān)鍵詞：鋼-UHPC輕型組合橋面板局部修補(bǔ)技術(shù)研究

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【摘要】：正交異性橋面板結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)疲勞開裂和鋪裝層損壞的兩大難題。為此,筆者所在團(tuán)隊提出將密集配筋的UHPC層與橋面板通過剪力連接件連接形成輕型組合結(jié)構(gòu),稱為鋼-UHPC輕型組合橋面結(jié)構(gòu),這一結(jié)構(gòu)使得鋼橋面板受力性能得到大大改善。但是,這種超高性能輕型組合橋面結(jié)構(gòu)中的UHPC層厚度通常只有35~80mm,內(nèi)部密集配筋,而且澆筑施工時一般采用整體現(xiàn)澆并需要高溫蒸汽養(yǎng)護(hù),可見UHPC層的施工要求較高,因而現(xiàn)場施工差錯或難以完全杜絕。另外,橋面投入運營后,在車輛嚴(yán)重超載、地震等一些情況下也可能造成橋面結(jié)構(gòu)UHPC層的局部損壞。針對上述這些情況,綜合考慮人力、物力等因素,本文提出了一種輕型組合橋面UHPC層的局部修補(bǔ)技術(shù),為此完成了以下工作:(1)以臨岳高速洞庭湖大橋為背景,制作了球扁鋼肋足尺試驗?zāi)Ｐ�。本文提出了一種通過拉拔UHPC層內(nèi)鋼筋來拆除破損區(qū)域的方法,設(shè)計了一種將受力鋼筋焊接于鋼板的新型局部修補(bǔ)接縫形式。利用足尺試驗?zāi)Ｐ?完成了對UHPC層指定區(qū)域的拆除,并進(jìn)行了縱向、橫向接縫受力性能試驗。結(jié)果表明:該拆除方法可以快速高效地完成破損區(qū)域的拆除;試驗測得接縫縱橋向、橫橋向開裂應(yīng)力分別為21.8MPa、17.4MPa,為現(xiàn)澆連續(xù)段開裂強(qiáng)度的73.4%、67.1%,橫向接縫強(qiáng)度大于縱向接縫強(qiáng)度,而且均大于傳統(tǒng)接縫9.8MPa的開裂強(qiáng)度,與企口接縫、異形鋼板強(qiáng)化接縫21.9MPa、23.5MPa的開裂強(qiáng)度相當(dāng),這表明將鋼筋焊于鋼面板的接縫結(jié)構(gòu)能夠顯著提高接縫的開裂強(qiáng)度。(2)利用ANSYS、MIDAS軟件對洞庭湖大橋進(jìn)行有限元計算分析,包括橋面板局部輪載效應(yīng)受力計算以及全橋整體受力計算。綜合兩部分的計算結(jié)果可知UHPC層縱橋向、橫橋向的最大拉應(yīng)力分別為15.4MPa、5.4MPa,小于接縫的實測抗拉強(qiáng)度,滿足該橋UHPC層最大拉應(yīng)力要求。同時,將接縫位置布置在橫隔板中間并且避開縱肋,可以有效降低接縫處拉應(yīng)力,提高接縫可靠性。(3)通過對試驗?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行養(yǎng)護(hù)試驗,測量不同養(yǎng)護(hù)條件下UHPC層的收縮量,得到蒸汽養(yǎng)護(hù)48小時UHPC收縮應(yīng)變?yōu)?2??,由于受到鋼面板、鋼筋、剪力釘?shù)募s束,明顯小于自然養(yǎng)護(hù)28天161??的收縮量,而且蒸汽養(yǎng)護(hù)可以在較短時間內(nèi)完成大部分的收縮,極大地減小后期的養(yǎng)護(hù)工作,證明輕型組合橋面板中UHPC在采用蒸汽養(yǎng)護(hù)時的優(yōu)勢。同時通過理論計算得到UHPC蒸汽養(yǎng)護(hù)48小時,會在UHPC層內(nèi)產(chǎn)生3.50MPa收縮應(yīng)力,為實際工程提供一定參考。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U445.7

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本文編號：1155730