钢-UHPC轻型组合桥面板局部修补技术研究

发布时间：2017-11-08 05:13

  本文关键词：钢-UHPC轻型组合桥面板局部修补技术研究

  更多相关文章： 正交异性钢桥面 轻型组合桥面板 桥面修补 静力试验 有限元

【摘要】：正交异性桥面板结构易出现钢结构疲劳开裂和铺装层损坏的两大难题。为此,笔者所在团队提出将密集配筋的UHPC层与桥面板通过剪力连接件连接形成轻型组合结构,称为钢-UHPC轻型组合桥面结构,这一结构使得钢桥面板受力性能得到大大改善。但是,这种超高性能轻型组合桥面结构中的UHPC层厚度通常只有35~80mm,内部密集配筋,而且浇筑施工时一般采用整体现浇并需要高温蒸汽养护,可见UHPC层的施工要求较高,因而现场施工差错或难以完全杜绝。另外,桥面投入运营后,在车辆严重超载、地震等一些情况下也可能造成桥面结构UHPC层的局部损坏。针对上述这些情况,综合考虑人力、物力等因素,本文提出了一种轻型组合桥面UHPC层的局部修补技术,为此完成了以下工作:(1)以临岳高速洞庭湖大桥为背景,制作了球扁钢肋足尺试验模型。本文提出了一种通过拉拔UHPC层内钢筋来拆除破损区域的方法,设计了一种将受力钢筋焊接于钢板的新型局部修补接缝形式。利用足尺试验模型,完成了对UHPC层指定区域的拆除,并进行了纵向、横向接缝受力性能试验。结果表明:该拆除方法可以快速高效地完成破损区域的拆除;试验测得接缝纵桥向、横桥向开裂应力分别为21.8MPa、17.4MPa,为现浇连续段开裂强度的73.4%、67.1%,横向接缝强度大于纵向接缝强度,而且均大于传统接缝9.8MPa的开裂强度,与企口接缝、异形钢板强化接缝21.9MPa、23.5MPa的开裂强度相当,这表明将钢筋焊于钢面板的接缝结构能够显著提高接缝的开裂强度。(2)利用ANSYS、MIDAS软件对洞庭湖大桥进行有限元计算分析,包括桥面板局部轮载效应受力计算以及全桥整体受力计算。综合两部分的计算结果可知UHPC层纵桥向、横桥向的最大拉应力分别为15.4MPa、5.4MPa,小于接缝的实测抗拉强度,满足该桥UHPC层最大拉应力要求。同时,将接缝位置布置在横隔板中间并且避开纵肋,可以有效降低接缝处拉应力,提高接缝可靠性。(3)通过对试验模型进行养护试验,测量不同养护条件下UHPC层的收缩量,得到蒸汽养护48小时UHPC收缩应变为82??,由于受到钢面板、钢筋、剪力钉的约束,明显小于自然养护28天161??的收缩量,而且蒸汽养护可以在较短时间内完成大部分的收缩,极大地减小后期的养护工作,证明轻型组合桥面板中UHPC在采用蒸汽养护时的优势。同时通过理论计算得到UHPC蒸汽养护48小时,会在UHPC层内产生3.50MPa收缩应力,为实际工程提供一定参考。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445.7

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘志文;辛亚兵;陈政清;;铝合金桥面板合理断面形式拓扑分析和优化[J];湖南大学学报(自然科学版);2010年01期

2 万水,胡红,周荣星;复合材料桥面板的应用和研究进展[J];公路交通科技;2004年08期

3 叶晓华,胡红,冯勋伟;纤维增强复合材料在桥面板中的应用[J];上海纺织科技;2004年04期

4 郝翠;曹新垒;;钢混组合桥面板在公铁两用桥维修工程中的应用[J];工程与建设;2013年06期

5 万水,胡红,周荣星;FRP桥面板结构特点与实例[J];南京理工大学学报(自然科学版);2005年01期

6 殷惠光;王景全;李志刚;;FRP桥面板结构特点及设计方法研究[J];常州工学院学报;2006年01期

7 张彦芬,张文秀;混凝土预制桥面板施工裂缝成因及处理措施[J];河北水利;2005年05期

8 胡宗文;王元清;石永久;李吉勤;张振学;;天津海河蚌埠桥铝合金桥面板静力承载性能试验研究[J];建筑科学;2009年01期

9 刘金贵;刘东风;;大型公路钢箱梁正交异性桥面板工地接头连接新工艺[J];交通世界(建养.机械);2008年06期

10 朱坤宁;万水;刘玉擎;;FRP桥面板静载试验研究及分析[J];工程力学;2010年S1期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 朱坤宁;万水;刘玉擎;;FRP桥面板静载试验研究及分析[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 中冶集团建筑研究总院 张大厚;复合材料在桥梁上的应用[N];中国建材报;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 胡鹏;基于热点应力法的正交异性桥面板的疲劳性能研究[D];东南大学;2015年

2 刘玉龙;新型钢箱梁正交异性桥面板力学性能分析研究[D];东南大学;2015年

3 廖贵星;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];西南交通大学;2016年

4 黄坤;新型大纵肋正交异性钢板-RPC组合桥面板合理构造形式及其适用性研究[D];西南交通大学;2016年

5 郭敏;波形钢—混凝土组合桥面板受力性能研究[D];合肥工业大学;2016年

6 李召辉;钢-UHPC轻型组合桥面板局部修补技术研究[D];湖南大学;2016年

7 姚晓荣;应力叠合木桥面板及其对接接头折减系数研究[D];长安大学;2012年

8 王玉;组合正交异性桥面板的受力行为研究[D];石家庄铁道大学;2013年

9 赵豪俊;波纹钢—钢筋混凝土组合桥面板承载力研究[D];华东交通大学;2012年

10 许加其;波形钢—钢筋混凝土组合桥面板承载力试验研究[D];华东交通大学;2011年

，

本文编号：1155730