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装配式钢-RPC轻型组合桥面结构关键技术研究
| 论文题名： | 装配式钢-RPC轻型组合桥面结构关键技术研究 |
| 关键词： | 正交异性钢桥;活性粉末混凝土;企口接缝;模型试验;有限元分析;桥面铺装;轻型组合结构 |
| 摘要： | 随着国民经济的迅速发展，国内兴建了诸多大跨径桥梁。正交异性钢桥面板因其用料省、自重轻、极限承载力大、运输与架设方便和施工周期短等优点而成为大跨径钢桥首选桥面结构形式。然而，正交异性钢桥面板面临两大技术难题:钢桥面疲劳开裂、传统沥青混凝土铺装层病害。近年来，作者所在的研究团队将超高性能混凝土(UHPC)用于钢桥面形成轻型组合结构，使得钢桥面受力性能得到显著改善，但由于现有的桥面铺装施工工艺囿于整体现浇施工法，使得在钢桥面板上浇筑混凝土存在很多问题，例如施工工期长、大面积的现浇混凝土蒸汽养护难度大、浇筑后的超高性能混凝土性能难以得到保障。笔者所在的研究团队进一步提出，通过抗剪连接件将装配式活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，以下简称RPC)层与正交异性钢桥面板结合成整体形成组合结构。装配式RPC层本体为现浇RPC层，其中嵌合有周围布设企口接头的预制RPC桥面板。该新型桥面简称为“装配式钢-RPC轻型组合桥面结构”，有望解决钢桥面两大技术难题，同时避免了整体现浇施工后大面积现场养护所带来的问题。本文对“装配式钢-RPC轻型组合桥面结构”的受力性能进行了初步研究，通过模型试验和数值分析完成了以下工作: (1)参照国内某座大桥正交异性钢桥面结构的尺寸，制作了装配式组合桥面结构试验模型，并进行了静载试验和破坏试验。同时，将试验结果与有限元计算结果进行对比分析，发现两者吻合良好。分析结果表明:采用装配式组合桥面结构后，钢面板、纵肋的关键控制点处应力明显下降，从而能够降低钢桥面疲劳开裂的风险;企口接缝处应变远远大于与接缝处对应的同断面现浇位置RPC的应变，当接缝处出现肉眼可见细微裂缝时，与企口接缝位置对应的同断面现浇位置RPC强度至少为18.9MPa;大企口力学性能优于小企口，此种接头形式能够将接缝承受的拉应力部分转化成剪应力，从而有效降低了装配式组合桥面结构开裂的风险。 (2)为了对企口接头形式进行参数分析，设计了计算模型及加载方案，并基于模型试验所采用的大企口接头形式，利用有限元软件ANSYS对两个企口参数进行三维有限元仿真分析，得到了理想的企口角度和企口配筋率。 |
| 作者： | 王文前 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 邵旭东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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