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旧混凝土桥面加铺UHPC薄层力学性能研究
| 论文题名： | 旧混凝土桥面加铺UHPC薄层力学性能研究 |
| 关键词： | 旧混凝土桥面;超高性能混凝土;薄层加固;界面粘结性能;抗弯性能;抗裂性能 |
| 摘要： | UHPC薄层加固NC桥面板能有效解决桥面板负弯矩区的开裂问题，并减少桥面板厚度与配筋，提高桥面板的抗裂性和耐久性，具有良好的应用前景。本文开展了UHPC薄层加固NC桥面板的斜剪试验、双剪试验以及正弯矩作用下的抗弯性能与抗裂性能试验研究，并探讨了其合理构造形式。本文主要工作与成果如下： （1）开展了NC-UHPC界面的斜剪和双剪试验研究，分析了UHPC龄期、界面干湿类型、界面粗糙度对界面粘结强度的影响。结果表明：粘结强度随UHPC龄期的增加而增大，当龄期到达7d后，界面粘结强度增幅很小；湿润处理能够更好的促进新旧混泥土界面之间的粘结：在保证普通混凝土新旧界面接触良好的前提下，增大粗糙度能够使新旧界面粘结更加牢固。 （2）为深入研究UHPC薄层加固NC桥面板抗弯性能，设计并制作了6块UHPC薄层加固NC桥面板和1块未加固NC桥面板的抗弯试验。主要试验参数为UHPC薄层中的钢纤维掺量、UHPC薄层是否配筋和UHPC-NC界面处理方式。试验结果表明：植筋连接能够增强桥面板整体性，提高桥面板刚度，降低挠度，从而提高桥面板抗弯承载力；UHPC薄层能够提高桥面板承载力。随纤维掺量的增加，桥面板抗弯承载力也相应提高；UHPC薄层内加入钢筋能够显著提高桥面板抗弯承载力，提升接近50%。在界面粘结性能良好的情况下，植筋连接桥面板抗弯承载力提升的影响不显著；UHPC薄层加固能够很好的提高桥面板的抗裂性能。纤维掺量的增加，其抗裂性能提高；UHPC薄层内钢筋对试件初裂缝荷载的提高效果不明显，植筋连接也对初裂缝基本没影响。 （3）提出UHPC薄层加固NC桥面板的开裂弯矩与抗弯承载力计算方法，计算结果与试验结果吻合良好，可供工程设计参考。UHPC层加入构造钢筋可以大大提高桥面板的极限承载力，但有的桥面板出现了抗剪破坏，建议增加抗剪钢筋或抗剪键。 （4）利用ABAQUS有限元软件，建立了UHPC薄层加固NC桥面板有限元模型，进一步研究了UHPC薄层钢筋混凝土桥面板的抗裂和抗弯性能。通过对比荷载-位移曲线，验证了模拟的数值模型的有效性和准确性。通过分析混凝土的损伤云图并拟合所有试板的荷载-位移曲线，可以认为本研究所用的本构模型是高度可靠的。 |
| 作者： | 黄军兴 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 姜海波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广东工业大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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