钢-超高性能混凝土组合桥面系中栓钉连接件的疲劳性能研究

发布时间：2018-05-09 04:36

  本文选题：桥梁工程 + 钢-UHPC组合桥面系　； 参考：《中国公路学报》2017年03期

【摘要】：针对钢-超高性能混凝土(UHPC)组合桥面系中栓钉连接件疲劳性能研究不足的状况,采用精细数值模型和模型疲劳试验,对岳阳洞庭湖大桥的钢-UHPC组合桥面系中栓钉连接件的疲劳性能进行了研究。在精细数值模型分析中,建立了岳阳洞庭湖大桥的多尺度有限元模型,提取了栓钉剪应力的影响面,基于中国《公路钢结构桥梁设计规范》的标准疲劳车,计算得到了栓钉等效疲劳剪应力幅。在模型疲劳试验中,取桥面系的正弯矩和负弯矩板带,设计了1组2个梁式足尺疲劳试件,其中正、负弯矩试件中的栓钉分别在119.5MPa和72.0MPa名义剪应力下经历了200万次疲劳加载。再考虑了影响面大小、车流量和设计年限等因素对等效疲劳应力幅进行修正,并对栓钉的疲劳寿命进行了评估。结果表明:试件在经历200万次疲劳加载后应变仍保持平截面,未发生明显界面疲劳破坏,可保守取119.5 MPa和72.0 MPa作为正、负弯矩板带试件中栓钉的疲劳强度;洞庭湖大桥组合桥面系中的栓钉连接件具有足够的疲劳承载力安全储备,能够满足120年的设计寿命要求。
[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.
【作者单位】： 清华大学土木工程系;湖南省交通规划勘察设计院;中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司;
【基金】：国家自然科学基金项目(51478245) 交通运输部建设科技项目(2015 318J41 270)
【分类号】：U441.4

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本文编号：1864632