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密集横隔板UHPC箱梁桥面板双向受力性能试验研究
| 论文题名： | 密集横隔板UHPC箱梁桥面板双向受力性能试验研究 |
| 关键词： | UHPC箱梁桥;双向受力性能;密集横隔板;数值模拟;有限元分析 |
| 摘要： | 超大跨径UHPC(Ultra High Performance Concrete，简称UHPC)连续箱梁桥是一种将超高性能混凝土材料、具有密集横隔板的薄壁箱梁和体外预应力有机结合起来的纵向单向预应力新型连续梁桥。该体系梁桥所具有的优异结构性能，有望解决传统预应力混凝土箱梁桥所面临的梁体开裂和主跨下挠两大病害，并实现预应力混凝土连续梁桥的经济跨径突破400m。 密集横隔板的设置有利于解决UHPC箱梁薄壁化所面临的整体稳定性、截面畸变及腹板抗剪等问题，同时也改变了箱梁桥桥面板在汽车局部轮载作用下的受力模式：传统混凝土箱梁桥多在墩顶及跨中处设置横隔板，桥面轮载单向地由顶板传递至腹板；而在UHPC箱梁桥中，横隔板沿纵桥向密集设置，横隔板与箱梁腹板共同支承顶板承受桥面轮载，桥面轮载沿纵横双向传递，较传统构造混凝土箱梁桥面板，UHPC箱梁桥面板的受力性能与传力机理均发生改变。 本文研究即从具有密集横隔板构造UHPC箱梁桥面板的受力性能和传力机理两方面展开： （1）通过静力模型试验和有限元数值模拟，定性地分析了UHPC箱梁桥面板受力性能和内力分布特征，获取UHPC箱梁桥面板受力性能改善的依据，同时对双向受力模式下桥面板跨中截面荷载有效分布宽度的变化规律进行研究，形成进一步理论分析的参考。结果表明：密集横隔板UHPC薄壁箱梁通过高性能材料的应用和对桥面支承体系的改变，扩展了桥面板的线弹性工作区间，5.5倍设计车轮局部荷载作用下，试验工况桥面板仍处于线弹性受力阶段；与传统无密隔板构造箱梁桥面板对比，密集横隔板构造箱梁桥面板属双向传力构件，单向承载比重降低，且主受力方向由传统箱梁桥面板的横桥向变为纵桥向;横隔板沿纵桥向密集设置，对横桥向受力板带荷载有效分布宽度具有一定约束作用。 （2）以试验及有限元分析为基础，基于等代简支跨原理，对双向传力模式下模型桥面板的荷载纵、横向分配问题进行了理论分析，对控制截面内力进行了初步计算。结果表明：等代简支跨原理对荷载分配进行计算的思路较合理；线弹性受力阶段，最不利正弯矩工况下桥面板轮载纵、横向分配比，疏隔板侧约为1:0.64，密隔板侧约为1:0.53，轮载双向分配趋于均匀，桥面板受力效率提高；桥面板负弯矩控制值为横隔板支承处顶部纵桥向弯矩，采用现行规范内力算法对桥面板正、负弯矩的计算结果与实测内力相接近，但限于其理论来源，计算结果尚存在偏差。 |
| 作者： | 杨志杰 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 邵旭东;宁夏元 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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