鋼-UHPC輕型組合橋面板局部修補技術研究.pdf

1、正交異性橋面板結構易出現(xiàn)鋼結構疲勞開裂和鋪裝層損壞的兩大難題。為此，筆者所在團隊提出將密集配筋的UHPC層與橋面板通過剪力連接件連接形成輕型組合結構，稱為鋼-UHPC輕型組合橋面結構，這一結構使得鋼橋面板受力性能得到大大改善。但是，這種超高性能輕型組合橋面結構中的UHPC層厚度通常只有35～80mm，內(nèi)部密集配筋，而且澆筑施工時一般采用整體現(xiàn)澆并需要高溫蒸汽養(yǎng)護，可見UHPC層的施工要求較高，因而現(xiàn)場施工差錯或難以完全杜絕。另外，橋面投

2、入運營后，在車輛嚴重超載、地震等一些情況下也可能造成橋面結構UHPC層的局部損壞。針對上述這些情況，綜合考慮人力、物力等因素，本文提出了一種輕型組合橋面UHPC層的局部修補技術，為此完成了以下工作:
　　(1)以臨岳高速洞庭湖大橋為背景，制作了球扁鋼肋足尺試驗模型。本文提出了一種通過拉拔UHPC層內(nèi)鋼筋來拆除破損區(qū)域的方法，設計了一種將受力鋼筋焊接于鋼板的新型局部修補接縫形式。利用足尺試驗模型，完成了對UHPC層指定區(qū)域的拆除，并

3、進行了縱向、橫向接縫受力性能試驗。結果表明:該拆除方法可以快速高效地完成破損區(qū)域的拆除;試驗測得接縫縱橋向、橫橋向開裂應力分別為21.8MPa、17.4MPa，為現(xiàn)澆連續(xù)段開裂強度的73.4％、67.1％，橫向接縫強度大于縱向接縫強度，而且均大于傳統(tǒng)接縫9.8MPa的開裂強度，與企口接縫、異形鋼板強化接縫21.9MPa、23.5MPa的開裂強度相當，這表明將鋼筋焊于鋼面板的接縫結構能夠顯著提高接縫的開裂強度。
　　(2)利用ANS

4、YS、MIDAS軟件對洞庭湖大橋進行有限元計算分析，包括橋面板局部輪載效應受力計算以及全橋整體受力計算。綜合兩部分的計算結果可知UHPC層縱橋向、橫橋向的最大拉應力分別為15.4MPa、5.4MPa，小于接縫的實測抗拉強度，滿足該橋UHPC層最大拉應力要求。同時，將接縫位置布置在橫隔板中間并且避開縱肋，可以有效降低接縫處拉應力，提高接縫可靠性。
　　(3)通過對試驗模型進行養(yǎng)護試驗，測量不同養(yǎng)護條件下UHPC層的收縮量，得到蒸汽養(yǎng)