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超宽幅钢-STC轻型组合桥面板受力性能研究
| 论文题名： | 超宽幅钢-STC轻型组合桥面板受力性能研究 |
| 关键词： | 组合桥面板;钢结构;STC层;受力性能;收缩应变 |
| 摘要： | 钢-STC轻型组合桥面板已应用于多座双索面斜拉桥，清远北江四桥为一单索面大悬臂混合梁斜拉桥，其钢-STC轻型组合桥面板受力模式与双索面斜拉桥有较大差异。本文采用ANSYS有限元对实桥轻型组合桥面钢桥面板疲劳、STC层横向受力及配重预压问题进行分析；通过大悬臂钢梁模型试验对配重预压效果及STC层受力性能展开研究；根据场内试铺试验及实桥数据对STC层的收缩性能进行对比分析与研究。主要工作内容及结论如下： （1）采用ANSYS建立了纯钢箱梁和钢-STC轻型组合桥面板钢箱梁的有限元模型，对钢桥面的疲劳受力进行了对比分析。结果表明，与纯钢桥面板相比，钢-STC组合桥面板的疲劳应力幅降幅较大，可基本消除钢桥面的疲劳开裂问题。 （2）采用ANSYS对实桥配重预压和STC横向受力进行了仿真分析，通过大悬臂钢梁模型试验对配重预压效果及STC层受力性能进行了研究，编制了试验梁裂缝宽度求解程序，采用ABAQUS对试验结果进行对比分析，研究表明：在悬臂梁每侧施加预定的预压力时，STC层压应力储备较小，预压效果并不明显；STC层的初裂及可视名义应力均大于最不利受力工况下实桥STC层的横向最大应力，结构受力安全；试验梁的STC层受力模式介于轴拉受力和弯拉受力模式之间；模拟值与试验值基本吻合。 （3）进行了两次STC层试铺试验及相应的材性实验，采集了STC养生过程的收缩应变。分析表明：在养护期间边界条件、结构尺寸、环境温度变化、蒸养温度、自然养生时长等因素均可影响STC层收缩应变的发展及裂缝的生成。STC自由状态下的收缩应变远大于约束状态下的收缩应变，过大的约束使STC层在蒸汽养生后边界翘起，尺寸效应较大时可产生裂纹。 （4）对实桥中分带和行车道STC层养生过程进行了收缩应变监控。对比分析表明：中分带STC层和行车道STC层的应变均受到环境温度、蒸养温度、结构尺寸、主梁纵向变形、材料化学收缩及自收缩等因素的影响，但两者受力上有较大差异，行车道STC层会受到桥梁横向变形而产生较大的拉应变。此外，摊铺时间和养护工艺对早期养护的STC层结构安全性有重大的影响。 |
| 作者： | 杨盼杰 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 晏班夫;周继华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2019 |
| 正文语种： | 中文 |
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