波形顶板—UHPC组合桥面板正弯矩作用下的受力性能研究
发布时间：2021-04-11 13:36
“波形钢板—组合销—高性能混凝土组合桥面板”结构体系作为传统正交异性钢桥面板的一种创新,可进一步减少几何不平顺处的焊缝数量,从源头上降低传统正交异性钢桥面板发生疲劳开裂的风险。采用弯曲起伏的波形钢板代替传统的顶板—U肋焊接结构,从而取消顶板与纵肋焊缝疲劳细节,彻底消除该部位的疲劳问题;波形钢板顶部设置超高性能混凝土UHPC结构层,两者同时受力,确保结构的承载能力以及桥面板刚度;引入抗剪性能优异的组合销作为连接件保证两者协同受力。目前关于该新型组合桥面板的研究有待进一步深入,本文基于笔者团队已开展的相关试验,对于该新型桥面板正弯矩作用下的受力特性开展了研究分析,主要的工作和结论如下:（1）建立波形顶板—组合销—UHPC组合桥面三维有限元模型,将其计算结果与试验数据进行对比验证,吻合良好。进一步基于有限元分析确定了组合板从整体结构到局部构件在弯矩作用过程中的应力变化、应变分布、裂缝发展以及UHPC的损伤演化状态;（2）通过将组合销简化为弹簧,建立了有限元弹簧模型,一定程度上提高了计算效率。弹簧模型计算结果与试验吻合良好,在此基础上,分析了组合板正弯矩承载力的影响因素。不同剪跨下的组合板都表...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
波形顶板正交异性组合桥面板尺寸
西南交通大学硕士研究生学位论文 第7页（c）波形顶板钢—RC 正交异性组合桥面板 III图1-6 三类典型的波形顶板正交异性组合桥面板综上可知，波形顶板钢—RC 正交异性组合桥面板虽然力学性能较好，但存在以下问题：（1）采用普通混凝土结构层，满足受力的前提下，需要较厚的混凝土结构层，自重大，不利于受力；（2）剪力连接件对于组合板的受力极为重要，波形顶板组合板中普遍使用的 PBL 连接件存在钢筋穿插施工困难的问题，适用性受到限制，而栓钉则存在疲劳问题，并且由于波形顶板几何结构的特殊性，波峰与波谷 UHPC 层厚度不一
西南交通大学硕士研究生学位论文 第12页图1-12 正交异性折形钢板—混凝土组合桥面板2016 年，张清华教授团队提出了新型波形顶板—UHPC 组合桥面板结构体系的概念，并引入组合销作为剪力连接件。确定了该新型结构的截面设计参数的合理取值，采用 BP 神经网络对结构进行优化分析。对优化后的结构进行进一步测试其疲劳性能，结果表明该新型桥面板疲劳性能优异，能综合解决传统正交异性桥面板的疲劳问题。1.5 本文开展的主要工作当前关于波形顶板类的组合桥面板普遍采用普通混凝土作为结构层，采用栓钉或PBL 作为剪力连接件，以上两类选择直接导致该类结构自重过大。为此笔者团队所提出的波形顶板—UHPC 组合桥面板有望在发挥该类结构体系特性的同时，克服上述缺陷
【参考文献】：
期刊论文
[1]穿筋压型钢板-混凝土组合板受弯性能研究[J]. 方勇,王玉银,傅昶彬,王庆贺. 建筑结构学报. 2017(S1)
[2]波形顶板-UHPC组合桥面板优化设计[J]. 张清华,程震宇,廖贵星,卜一之,李乔. 西南交通大学学报. 2018(04)
[3]正交异性钢桥面板疲劳问题的研究进展[J]. 张清华,卜一之,李乔. 中国公路学报. 2017(03)
[4]正交异性折形钢板-混凝土组合桥面板基本性能研究[J]. 苏庆田,田乐,曾明根,邵长宇,陈亮. 工程力学. 2016(S1)
[5]新型大纵肋正交异性钢—混凝土组合桥面板疲劳特性研究[J]. 张清华,郭伟峰,崔闯,叶华文. 公路. 2015(12)
[6]正交异性钢桥面板焊接接头疲劳评估方法[J]. 崔闯,刘益铭,廖贵星,张清华,卜一之. 西南交通大学学报. 2015(06)
[7]轻型组合桥面板的疲劳性能研究[J]. 丁楠,邵旭东. 土木工程学报. 2015(01)
[8]港珠澳大桥正交异性钢桥面板疲劳特性研究[J]. 张清华,崔闯,卜一之,李乔. 土木工程学报. 2014(09)
[9]正交异性钢桥面板疲劳裂纹扩展机理及数值模拟研究[J]. 朱劲松,郭耀华. 振动与冲击. 2014(14)
[10]中国桥梁工程学术研究综述·2014[J]. 马建,孙守增,杨琦,赵文义,王磊,马勇,刘辉,张伟伟,陈红燕,陈磊,康军. 中国公路学报. 2014(05)
博士论文
[1]钢—配筋UHPC组合桥面结构弯曲受拉性能研究[D]. 张哲.湖南大学 2016
[2]带开孔钢板剪力连接件的钢—混凝土组合桥面板试验研究与理论分析[D]. 徐宙元.西南交通大学 2013
硕士论文
[1]波形顶板-UHPC组合桥面板中组合销剪力连接件的力学特性研究[D]. 李懋军.西南交通大学 2017
[2]车辆荷载作用下钢桥面铺装层结构受力分析[D]. 陈柳燕.福州大学 2016
[3]新型波形顶板正交异性钢板—RPC组合桥面板疲劳性能研究[D]. 廖贵星.西南交通大学 2016
[4]正交异性钢桥面板疲劳性能及维修加固方法研究[D]. 陈谦.北京交通大学 2015
[5]波纹钢—钢筋混凝土组合桥面板承载力研究[D]. 赵豪俊.华东交通大学 2012
[6]波形钢—钢筋混凝土组合桥面板承载力试验研究[D]. 许加其.华东交通大学 2011
[7]正交异性钢桥面沥青混凝土铺装的力学行为分析[D]. 黄贤顺.华中科技大学 2006
本文编号：3131346
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
波形顶板正交异性组合桥面板尺寸
西南交通大学硕士研究生学位论文 第7页（c）波形顶板钢—RC 正交异性组合桥面板 III图1-6 三类典型的波形顶板正交异性组合桥面板综上可知，波形顶板钢—RC 正交异性组合桥面板虽然力学性能较好，但存在以下问题：（1）采用普通混凝土结构层，满足受力的前提下，需要较厚的混凝土结构层，自重大，不利于受力；（2）剪力连接件对于组合板的受力极为重要，波形顶板组合板中普遍使用的 PBL 连接件存在钢筋穿插施工困难的问题，适用性受到限制，而栓钉则存在疲劳问题，并且由于波形顶板几何结构的特殊性，波峰与波谷 UHPC 层厚度不一
西南交通大学硕士研究生学位论文 第12页图1-12 正交异性折形钢板—混凝土组合桥面板2016 年，张清华教授团队提出了新型波形顶板—UHPC 组合桥面板结构体系的概念，并引入组合销作为剪力连接件。确定了该新型结构的截面设计参数的合理取值，采用 BP 神经网络对结构进行优化分析。对优化后的结构进行进一步测试其疲劳性能，结果表明该新型桥面板疲劳性能优异，能综合解决传统正交异性桥面板的疲劳问题。1.5 本文开展的主要工作当前关于波形顶板类的组合桥面板普遍采用普通混凝土作为结构层，采用栓钉或PBL 作为剪力连接件，以上两类选择直接导致该类结构自重过大。为此笔者团队所提出的波形顶板—UHPC 组合桥面板有望在发挥该类结构体系特性的同时，克服上述缺陷
【参考文献】：
期刊论文
[1]穿筋压型钢板-混凝土组合板受弯性能研究[J]. 方勇,王玉银,傅昶彬,王庆贺. 建筑结构学报. 2017(S1)
[2]波形顶板-UHPC组合桥面板优化设计[J]. 张清华,程震宇,廖贵星,卜一之,李乔. 西南交通大学学报. 2018(04)
[3]正交异性钢桥面板疲劳问题的研究进展[J]. 张清华,卜一之,李乔. 中国公路学报. 2017(03)
[4]正交异性折形钢板-混凝土组合桥面板基本性能研究[J]. 苏庆田,田乐,曾明根,邵长宇,陈亮. 工程力学. 2016(S1)
[5]新型大纵肋正交异性钢—混凝土组合桥面板疲劳特性研究[J]. 张清华,郭伟峰,崔闯,叶华文. 公路. 2015(12)
[6]正交异性钢桥面板焊接接头疲劳评估方法[J]. 崔闯,刘益铭,廖贵星,张清华,卜一之. 西南交通大学学报. 2015(06)
[7]轻型组合桥面板的疲劳性能研究[J]. 丁楠,邵旭东. 土木工程学报. 2015(01)
[8]港珠澳大桥正交异性钢桥面板疲劳特性研究[J]. 张清华,崔闯,卜一之,李乔. 土木工程学报. 2014(09)
[9]正交异性钢桥面板疲劳裂纹扩展机理及数值模拟研究[J]. 朱劲松,郭耀华. 振动与冲击. 2014(14)
[10]中国桥梁工程学术研究综述·2014[J]. 马建,孙守增,杨琦,赵文义,王磊,马勇,刘辉,张伟伟,陈红燕,陈磊,康军. 中国公路学报. 2014(05)
博士论文
[1]钢—配筋UHPC组合桥面结构弯曲受拉性能研究[D]. 张哲.湖南大学 2016
[2]带开孔钢板剪力连接件的钢—混凝土组合桥面板试验研究与理论分析[D]. 徐宙元.西南交通大学 2013
硕士论文
[1]波形顶板-UHPC组合桥面板中组合销剪力连接件的力学特性研究[D]. 李懋军.西南交通大学 2017
[2]车辆荷载作用下钢桥面铺装层结构受力分析[D]. 陈柳燕.福州大学 2016
[3]新型波形顶板正交异性钢板—RPC组合桥面板疲劳性能研究[D]. 廖贵星.西南交通大学 2016
[4]正交异性钢桥面板疲劳性能及维修加固方法研究[D]. 陈谦.北京交通大学 2015
[5]波纹钢—钢筋混凝土组合桥面板承载力研究[D]. 赵豪俊.华东交通大学 2012
[6]波形钢—钢筋混凝土组合桥面板承载力试验研究[D]. 许加其.华东交通大学 2011
[7]正交异性钢桥面沥青混凝土铺装的力学行为分析[D]. 黄贤顺.华中科技大学 2006
本文编号：3131346
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