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加劲肋形式对钢-UHPC组合桥面力学性能影响的对比分析研究
| 论文题名： | 加劲肋形式对钢-UHPC组合桥面力学性能影响的对比分析研究 |
| 关键词： | 组合桥面;钢材料;超高性能混凝土;加劲肋形式;力学性能 |
| 摘要： | 正交异性钢桥面板因其自重轻，极限承载能力大，运输与架设方便以及施工周期短等优点，在世界各国已经成为大跨径钢桥的首选桥面板形式。纵肋是正交异性钢桥面板的重要组成部分，其截面形状是影响连接处应力的关键因素。本文以某桥为工程背景，研究了新型钢桥面板结构的整体和局部受力性能。通过有限元分析，对不同加劲肋形式的钢-UHPC正交异性组合桥面板进行研究，论文开展的工作为： （1）概括总结了正交异性桥面板在国内外的发展历程，根据各国关于正交异性钢桥面板的设计规范，结合我国现在的桥梁运营荷载的特点，拟定钢-UHPC正交异性桥面板的顶板厚度、铺装层厚度、纵肋尺寸等构造细节参数，利用有限元软件建立U肋、波形肋和梯形肋三种设计方案的钢-UHPC正交异性桥面板有限元模型，分析比较三种纵肋桥面板的整体力学性能。 （2）建立3种不同纵肋桥面板的局部节段完整模型，比较桥面板在车辆荷载作用下的力学性能。通过比较得出，波形纵肋形式的桥面板其上顶板的应力绝对值最大值为7MPa,U形纵肋形式的桥面板其上顶板的应力绝对值最大值为9.3MPa，梯形纵肋形式的桥面板其上顶板的应力绝对值最大值为11.1MPa，波形纵肋形式的钢顶板纵向应力的最大值小于另外两种纵肋形式的桥面板，其应力差值为2.3MPa和4.1MPa，波形纵肋截面的正交异性桥面板具有更强的纵横向刚度，其对荷载的分布能力效果更优，对铺装层的受力更为有利。 （3）截取局部梁段建立了相应的计算模型，施加局部荷载，分析典型工况下顶板挠度及横向水平拉应力；选取纵肋与顶板连接焊缝附近、横肋与纵肋连接竖向焊缝附近、横肋开槽部位关键点进行应力分析；选取跨中纵肋截面、边界纵肋截面考察纵肋变形变化趋势。结果表明，波形纵肋结构由于有下顶板的作用，从而在某种程度上抑制了纵肋的变形，其面内变形相对其他两种纵肋结构较小。 （4）以一座单箱多室的连续钢箱梁桥为算例，将性能最优的波形纵肋应用于叠合RPC组合桥面板中，并对两种结构的桥面板受力性能进行对比分析研究，探究其适用性，对新型桥面板结构上顶板、加劲肋、下顶板、参数进行优化，观察挠度以及应力变化趋势，得出一套较佳的设计方案。 |
| 作者： | 李爱纯 |
| 专业： | 桥梁工程 |
| 导师： | 张慧;刘泾堂 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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