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| 型钢-UHPC轻型组合桥面板及其抗弯性能研究 |
| 邵旭东1,2 蔡文涌1,2 曹君辉1,2 刘梦麟3 |
1. 湖南大学土木工程学院，湖南长沙 410082
2. 湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室，湖南长沙 410082
3. 广西交通设计集团有限公司，广西南宁 530025 |
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| Research on flexural performance of section steel-UHPC lightweight composite bridge deck |
| Shao Xudong1,2 Cai Wenyong1,2 Cao Junhui1,2 Liu Menglin3 |
1. School of Civil Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China
2. Key Laboratory of Wind Engineering and Bridge Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China
3. Guangxi Communications Design Group Co., Nanning 530025, China |
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摘要 正交异性钢桥面是目前800m以上国内外特大跨径钢桥的唯一选择，主因是自重轻、强度高、架设方便。但其存在疲劳开裂风险大、运维成本高的缺点。随着高性能材料UHPC的研发和应用，为构建自重轻、病害少、经济性好的桥面新结构提供了可能性。经过多年研究，作者提出一种新型桥面板结构——型钢-UHPC轻型组合桥面结构，将型钢、钢板条与UHPC组合，桥面板的形成无任何板件焊接，因而具有高抗疲劳性，且与传统钢桥面相比，自重持平、造价减半，可作为除“正交异性钢桥面”外的“第二种”大跨径钢桥的桥面结构方案。该文研究这种轻型组合桥面板预制板及横向接缝的抗弯性能，制作4个条带模型(包括2个预制板试件和2个接缝试件)，开展三点弯曲的横向接缝负弯矩试验和预制板正弯矩试验，并对试验结果进行分析；基于“条带法”建立预制板试件极限承载力计算模型，提出接缝试件的UHPC开裂名义拉应力计算方法；基于某斜拉桥应用实例，进行整体计算和局部计算，验证新型组合桥面结构在实桥上应用的可行性。研究结果表明：①型钢与UHPC间在极限状态前相对滑移非常小，具有良好的协同受力性能；②预制板试件的正弯矩极限承载力以型钢屈服控制，而接缝试件负弯矩极限承载力以UHPC开裂和加密钢筋断裂控制；③接缝试件的“T形”接缝、加密钢筋、燕尾形的企口、交错式切割型钢钢条等构造设计对接缝整体抗弯拉性能有很好的提高效果；④预制板试件极限承载力计算模型所得计算值与试验值吻合良好，该模型搭配名义拉应力计算方法，可帮助工程实际问题的设计与应用；⑤试验结果与实桥的有限元计算值相比，新型桥面结构均有1.3倍以上的安全系数，新型组合桥面应用于实桥具有可行性。
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| 关键词 ：
桥梁工程,
型钢-UHPC组合桥面结构,
三点弯曲试验,
接缝构造,
承载能力,
裂缝宽度
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