为了解.决钢.桥.面疲.劳开.裂和铺.装.层易损坏两大难题,作者所在研究团队提出一种钢-超薄UHPC(35-40mm)轻型组合桥面结构。对于此组合结构,常规的抗剪连接件(如短栓钉)无法满足保护层的要求。因此,本研究团队研发一种新型的专用连接件——焊接钢筋网抗剪连接件,以保.证钢桥面板与薄层UHPC协同工作,传递钢板与UHPC层间的剪力,并抵抗两者之间的掀起作用。焊接钢筋网连接件不同于以往任何抗剪连接件,焊接钢筋网连接件埋置较浅,本文针对其特性,开展焊接钢筋网连接件抗拉拔性能研究,主要完成了如下工作:(1)开展焊接钢筋网连接件抗拉拔静力性能研究,分析层间黏结、钢筋直径、焊缝长度、混凝土强度对荷载-界面分离量曲线的影响,评估该连接件的抗拉拔性能。通过静力拉拔试验结合有限元分析方法,探究连接件破坏机理,明确连接件受力变化特征。(2)基于静力拉拔试验,研究焊接钢筋网连接件的抗拔疲劳寿命,结合试验研究与Miner理论,对钢-超薄UHPC轻型组合桥面结构抗拔疲劳寿命进行等效换算。试验结果表明:A-1构件在6.56kN-32.8kN荷载幅下加载50万次,在8.2kN-41kN荷载幅下加载100万次,在7.38kN-49.2kN荷载幅下加载211万次,UHPC表面裂缝宽度达到0.05mm,界面分离增大明显;A-2构件在7.38kN-49.2kN荷载幅下加载350万次,UHPC表面裂缝宽度达到0.05mm;A-3构件在11.48 N-57.4kN荷载幅下加载200万次,UHPC表面裂缝宽度为0.03mm,界面分离与A-1构件相当;拉拔疲劳构件在历经疲劳试验后,连接件弹性极限荷载下降2.1%-14.1%,抗拔开裂承载力下降9.9%-12.4%,抗拔刚度下降27.5%-35.5%,连接件抗拔疲劳性能良好;焊接钢筋网连接件S-N曲线的斜率参数取3较为合理。(3)建立润扬长江大桥节段模型,进行实桥工程实例分析。焊接钢筋网连接件以纵向150mm、横向200mm的间距布置,计算钢-超薄UHPC组合桥面结构在车辆荷载作用下的层间力、UHPC拉应力。有限元分析表明:在最不利车辆荷载作用下,最大法向拉拔力为2.16kN,安全系数达到5.97,层间剪力与UHPC拉应力均能满足静力要求。基于Miner线性理论方法,钢-超薄UHPC轻型组合桥面结构焊接钢筋网连接件的抗拔疲劳寿命预估值为343万次以上。焊接钢筋网连接件能够有效传递层间剪应力,抵抗两者之间的掀起作用,保证钢板-超薄UHPC协同工作。
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U443.31
【部分图文】：
钢桥面铺装常见破坏形态
钢-超薄UHPC轻型组合桥面结构
栓钉连接件
【参考文献】
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本文编号：
2848981
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