鋼-UHPC輕型組合橋面板局部修補(bǔ)技術(shù)研究.pdf

1、正交異性橋面板結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)疲勞開裂和鋪裝層損壞的兩大難題。為此，筆者所在團(tuán)隊(duì)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(jié)構(gòu)，稱為鋼-UHPC輕型組合橋面結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(shí)一般采用整體現(xiàn)澆并需要高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)，可見UHPC層的施工要求較高，因而現(xiàn)場施工差錯(cuò)或難以完全杜絕。另外，橋面投

2、入運(yùn)營后，在車輛嚴(yán)重超載、地震等一些情況下也可能造成橋面結(jié)構(gòu)UHPC層的局部損壞。針對(duì)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(bǔ)技術(shù)，為此完成了以下工作:
　　(1)以臨岳高速洞庭湖大橋?yàn)楸尘埃谱髁饲虮怃摾咦愠咴囼?yàn)?zāi)Ｐ?。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(shè)計(jì)了一種將受力鋼筋焊接于鋼板的新型局部修補(bǔ)接縫形式。利用足尺試驗(yàn)?zāi)Ｐ停瓿闪藢?duì)UHPC層指定區(qū)域的拆除，并

3、進(jìn)行了縱向、橫向接縫受力性能試驗(yàn)。結(jié)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(yàn)測(cè)得接縫縱橋向、橫橋向開裂應(yīng)力分別為21.8MPa、17.4MPa，為現(xiàn)澆連續(xù)段開裂強(qiáng)度的73.4％、67.1％，橫向接縫強(qiáng)度大于縱向接縫強(qiáng)度，而且均大于傳統(tǒng)接縫9.8MPa的開裂強(qiáng)度，與企口接縫、異形鋼板強(qiáng)化接縫21.9MPa、23.5MPa的開裂強(qiáng)度相當(dāng)，這表明將鋼筋焊于鋼面板的接縫結(jié)構(gòu)能夠顯著提高接縫的開裂強(qiáng)度。
　　(2)利用ANS

4、YS、MIDAS軟件對(duì)洞庭湖大橋進(jìn)行有限元計(jì)算分析，包括橋面板局部輪載效應(yīng)受力計(jì)算以及全橋整體受力計(jì)算。綜合兩部分的計(jì)算結(jié)果可知UHPC層縱橋向、橫橋向的最大拉應(yīng)力分別為15.4MPa、5.4MPa，小于接縫的實(shí)測(cè)抗拉強(qiáng)度，滿足該橋UHPC層最大拉應(yīng)力要求。同時(shí)，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(yīng)力，提高接縫可靠性。
　　(3)通過對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行養(yǎng)護(hù)試驗(yàn)，測(cè)量不同養(yǎng)護(hù)條件下UHPC層的收縮量，得到蒸汽養(yǎng)