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钢板-UHPC组合腹板抗剪性能试验 被引量：1
1
作者 邵旭东 刘淦 +1 位作者 李盼盼 涂磊 《中国公路学报》 北大核心 2025年第3期303-316,共14页
为了研究钢内芯-UHPC组合箱梁的抗剪性能,通过三点加载的方式对5个钢板-UHPC组合腹板试件进行试验测试,采用DIC对试件的裂纹演变全过程进行观测,分析了配箍率和钢腹板高度占比对组合腹板抗剪性能的影响。试验结果表明:纯UHPC腹板、半钢+... 为了研究钢内芯-UHPC组合箱梁的抗剪性能,通过三点加载的方式对5个钢板-UHPC组合腹板试件进行试验测试,采用DIC对试件的裂纹演变全过程进行观测,分析了配箍率和钢腹板高度占比对组合腹板抗剪性能的影响。试验结果表明:纯UHPC腹板、半钢+UHPC组合腹板、全钢+UHPC组合腹板发生剪切破坏,配箍筋UHPC腹板、全钢+配箍UHPC组合腹板发生弯曲破坏;钢腹板高度占比的提高对钢板-UHPC组合腹板剪切性能有着显著影响,当钢腹板高度从0增加到300、600 mm时,组合腹板的极限承载力分别提升了9.3%、57.6%;增配箍筋能够有效抑制腹板斜裂缝的发展,使组合腹板的破坏模式从剪切破坏向弯曲破坏转变。基于材料力学理论,提出了钢板-UHPC组合腹板开裂荷载的计算方法,所得计算值与试验值相对误差的平均值在6%以内。基于法国规范计算的剪切破坏组合腹板抗剪承载力与试验值相对误差为3%~13%。研究结果可为钢内芯-UHPC组合箱梁的设计与工程应用提供参考。 展开更多
关键词 桥梁工程 钢内芯-UHPC组合箱梁 试验研究 钢板-UHPC组合腹板 超高性能混凝土 抗剪性能
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带PBL剪力键的钢-UHPC组合桥面板横桥向负弯性能
2
作者 张玉平 谭理 +3 位作者 李传习 贺龙飞 施宇 潘仁胜 《长安大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期111-125,共15页
基于某特大跨组合梁斜拉桥的桥面板受力特点,提出一种带纵向开孔板(PBL)剪力键的钢-超高性能混凝土(UHPC)组合桥面板结构形式。为研究此结构横桥向受弯性能,进行了2块钢-UHPC组合板足尺模型的静载横桥向弯曲试验和数值模拟,得到带纵向PB... 基于某特大跨组合梁斜拉桥的桥面板受力特点,提出一种带纵向开孔板(PBL)剪力键的钢-超高性能混凝土(UHPC)组合桥面板结构形式。为研究此结构横桥向受弯性能,进行了2块钢-UHPC组合板足尺模型的静载横桥向弯曲试验和数值模拟,得到带纵向PBL剪力键的钢-UHPC组合桥面板(受拉上层纵筋配筋率为0.89%)在各级受弯静载下的应变、跨中挠度、相对滑移、裂缝宽度、开裂形态及其发展规律,探讨受压钢板厚度、纵向受拉钢筋配筋率等重要参数对组合桥面板横向抗负弯性能的影响。研究结果表明:开裂荷载约为极限荷载的34%,裂缝主要产生于0.5P~0.8P加载过程中(P为荷载),UHPC产生裂缝后仍能为结构提供部分刚度;在受负弯过程中,PBL剪力键与UHPC能牢固连接,钢板与UHPC间的纵向滑移对结构整体刚度影响非常小;在正常受拉纵筋率(不低于0.89%)下,组合桥面板的UHPC裂缝宽度达到0.1 mm的荷载(特别裂宽荷载)为开裂荷载1.65倍~1.75倍;当组合桥面板达到负弯矩承载力状态时,UHPC外层平均拉应力约为抗拉强度的95.6%,达到极限承载力后,组合桥面板仍具有良好的延性;平钢板与UHPC板两界面黏结失效后,PBL剪力键能够有效阻止两者继续产生纵向相对位移(相对滑移很小,未超过0.04 mm);新型组合桥面板抗负弯性能主要取决于UHPC层和受拉钢筋的抗拉能力,几乎不受钢板厚度的影响。 展开更多
关键词 桥梁工程 钢-UHPC组合桥面板 足尺模型 有限元模拟 横向受弯 界面滑移 特别裂宽荷载
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磷酸镁水泥混凝土-普通混凝土界面直剪性能试验研究
3
作者 武芳文 何岚清 +4 位作者 梅韵歌 刘一帆 卞正容 吴健辉 程文浩 《工程力学》 北大核心 2025年第11期231-239,共9页
为探究磷酸镁水泥(MPC)混凝土与普通混凝土(NC)界面直剪性能与破坏机理,设计了7个MPC混凝土-NC试件进行直剪试验,并结合数字图像相关(DIC)测量技术,分析了界面处理方式与钢纤维对界面破坏形态、直剪承载力及剪切-滑移的影响规律,并对比... 为探究磷酸镁水泥(MPC)混凝土与普通混凝土(NC)界面直剪性能与破坏机理,设计了7个MPC混凝土-NC试件进行直剪试验,并结合数字图像相关(DIC)测量技术,分析了界面处理方式与钢纤维对界面破坏形态、直剪承载力及剪切-滑移的影响规律,并对比了试验结果与既有规范计算值。研究结果表明:在剪切荷载作用下,试件破坏形态均为界面剪切破坏,未植筋试件为脆性破坏,植筋试件为塑性破坏;与凿毛界面相比,凹槽、键槽、植筋试件的直剪强度显著提高,剪切滑移性能得到改善,凹槽试件直剪强度最高;钢纤维的掺入增强了混凝土界面粘结力,延缓了裂纹扩展,并且显著提高了界面抗剪强度;基于试验数据,在既有规范基础上提出了MPC混凝土-NC界面直剪承载能力计算公式,计算值与试验值吻合良好,验证了该文提出的计算公式的有效性和准确性。 展开更多
关键词 磷酸镁水泥混凝土 直剪试验 界面处理方式 钢纤维 抗剪破坏机理 直剪承载力
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型钢开口肋-UHPC轻型组合桥面横向受力性能研究
4
作者 邵旭东 杨川琪 +1 位作者 孙璇 邹德强 《土木工程学报》 北大核心 2025年第10期128-143,共16页
为解决正交异性钢桥面板的两大难题,提出了型钢开口肋-UHPC轻型组合桥面新结构,并首次应用于某40m宽幅钢箱梁结构中,在单索面横向20m悬臂体系下,悬臂根部区域UHPC的受力状态需重点关注。故对背景工程新型组合桥面的横向受力性能展开研究... 为解决正交异性钢桥面板的两大难题,提出了型钢开口肋-UHPC轻型组合桥面新结构,并首次应用于某40m宽幅钢箱梁结构中,在单索面横向20m悬臂体系下,悬臂根部区域UHPC的受力状态需重点关注。故对背景工程新型组合桥面的横向受力性能展开研究,进行了桥面局部模型的疲劳和静力有限元计算,开展了横向悬臂加载的组合桥面模型试验,并基于试验结果建立了试件的结构承载力计算模型,分析了桥面UHPC层的名义开裂应力。研究结果表明:计算得到的桥面各疲劳细节均满足强度要求,且UHPC层横向拉应力水平远大于纵向拉应力,表明实桥桥面设计时应以横向受力为控制条件;随着荷载的增加,悬臂根部区域UHPC层逐渐从近似轴拉状态过渡到弯拉状态,且结构整体受力并不满足平截面假定,整体刚度主要由下部钢结构提供;在不满足平截面假定这一条件下,建立的结构承载力计算模型所得计算值与试验值之比为1.001,吻合良好;计算得到的UHPC名义开裂应力与实桥最不利效应值相比,新型组合桥面结构具有1.71的安全系数。综上表明,型钢开口肋-UHPC轻型组合桥面在横向受力具有良好的受力性能,在大跨钢桥结构应用方面有较好的可行性与安全性。 展开更多
关键词 桥梁工程 型钢-UHPC组合桥面 开口肋 横向受力性能 正交异性钢桥面板
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基于湿接缝应力控制的横隔梁设计方法研究
5
作者 彭卫兵 王智越 +2 位作者 林帮军 黄晨露 徐静敏 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期452-458,共7页
传统横隔梁设置常考虑对主梁横向荷载分布的影响,却忽略梁间湿接缝受力,且横向荷载分布效应无法成为设置横隔梁的直接依据。以典型25~40 m的装配式T梁桥为研究对象,提出了一种考虑湿接缝空间受力状态的横隔梁设计准则,并通过精细化三维... 传统横隔梁设置常考虑对主梁横向荷载分布的影响,却忽略梁间湿接缝受力,且横向荷载分布效应无法成为设置横隔梁的直接依据。以典型25~40 m的装配式T梁桥为研究对象,提出了一种考虑湿接缝空间受力状态的横隔梁设计准则,并通过精细化三维有限元分析进行验证,系统研究横隔梁的布置方式与湿接缝受力性能之间的关系;进一步探讨了横隔梁数量及位置对湿接缝在运营期内受力性能的影响。结果表明:在车道荷载作用下,相对于主梁受力,湿接缝的峰值应力对横隔梁的设计起控制性作用;横隔梁的设置可以有效降低湿接缝的应力,当桥梁跨径L在25~40 m时,至少需在跨中布置一道横隔梁;此外,跨中横隔梁对降低湿接缝应力的效果优于L/4和3L/4位置的横隔梁。 展开更多
关键词 桥梁工程 横隔梁 湿接缝 有限元分析
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大跨度异形分叉钢箱梁设计与分析
6
作者 吴振 柳建设 +1 位作者 王军 屈东洋 《城市道桥与防洪》 2025年第8期138-141,共4页
桥梁建设中匝道桥与主线桥交会区域往往呈现出多种非标准的分叉形态,以适应复杂地形和交通需求。以具体工程实例为依托,通过理论分析与工程实践相结合的方式,深入探讨了异形分叉钢箱梁的设计思路、腹板布置、构造细节,以及针对各跨桥梁... 桥梁建设中匝道桥与主线桥交会区域往往呈现出多种非标准的分叉形态,以适应复杂地形和交通需求。以具体工程实例为依托,通过理论分析与工程实践相结合的方式,深入探讨了异形分叉钢箱梁的设计思路、腹板布置、构造细节,以及针对各跨桥梁宽度变化所采取不同的结构处理措施。并通过建立板单元有限元模型,对钢箱梁的应力分布及挠度变形进行了计算分析,结果表明结构各项指标均满足要求,整体变形协调良好,可为类似结构的设计提供了新的思路和实践参考。 展开更多
关键词 异形钢箱梁 结构设计 箱梁腹板布置 细部构造处理 有限元分析
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钢-混组合桥梁UHPC接缝强化机理应用探究
7
作者 崔浩 胡晶 +1 位作者 贾耀飞 邓乐 《中国公路》 2025年第12期102-104,共3页
本文针对钢-混组合桥梁中超高性能混凝土(UHPC)分次浇筑接缝处钢纤维断裂导致的抗拉强度薄弱问题,通过试验揭示了企口接缝与异形钢板强化接缝的力学强化机理及其适用性。基于应用桥梁参数构建正交异性钢桥面模型开展的横向/纵向负弯矩... 本文针对钢-混组合桥梁中超高性能混凝土(UHPC)分次浇筑接缝处钢纤维断裂导致的抗拉强度薄弱问题,通过试验揭示了企口接缝与异形钢板强化接缝的力学强化机理及其适用性。基于应用桥梁参数构建正交异性钢桥面模型开展的横向/纵向负弯矩加载试验结果显示,企口接缝通过先浇与后浇UHPC的咬合效应重构受力路径,大企口较传统小企口显著提升了应力扩散能力,横向加载时接缝开裂强度达到21.9MPa,较未强化接缝效果有显著提升;异形钢板强化接缝借助三维嵌锁效应与钢板加筋作用,抗拉强度提升至23.5MPa,裂缝宽度≤0.05mm且卸载后闭合,61°~71°钢板倾角对性能影响微弱。这两种技术均使接缝抗拉强度超越钢桥面应用阈值,为组合桥梁接缝设计提供了有效解决方案,为钢-混组合桥梁UHPC接缝的强化设计与施工提供了理论支撑。 展开更多
关键词 钢混组合 UHPC 接缝 强化 模型
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ECC桥面板中栓钉抗剪性能试验研究与数值分析 被引量：2
8
作者 刘益铭 张清华 卜一之 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第1期35-44,共10页
为研究栓钉在工程用水泥基复合材料(ECC)中的抗剪性能,开展模型试验研究与有限元数值分析.基于推出模型试验,明确ECC中栓钉的破坏模式,通过参数化有限元数值分析,进一步阐明栓钉直径、栓钉长径比、栓钉抗拉强度、ECC抗压强度对连接件抗... 为研究栓钉在工程用水泥基复合材料(ECC)中的抗剪性能,开展模型试验研究与有限元数值分析.基于推出模型试验,明确ECC中栓钉的破坏模式,通过参数化有限元数值分析,进一步阐明栓钉直径、栓钉长径比、栓钉抗拉强度、ECC抗压强度对连接件抗剪性能及其失效模式的影响规律,并在上述研究的基础上,建立适用于ECC中栓钉抗剪承载力的计算方法.研究表明:ECC中栓钉抗剪强度与推出模型的失效模式紧密相关,当推出模型的破坏模式表现为ECC压溃时,连接件的抗剪强度取决于ECC的抗压性能;当推出模型的破坏模式表现为栓钉剪断时,连接件的抗剪强度取决于栓钉的抗拉强度与ECC的抗压性能;提高ECC抗压强度与减小栓钉长径比均有利于提升连接件的抗剪刚度,但栓钉的抗拉强度对连接件的抗剪刚度影响较小;当栓钉长径比小于4.60时,栓钉抗剪强度随长径比的减小有所降低,建议采用长径比大于4.60的栓钉作为钢梁与ECC桥面板的剪力连接件. 展开更多
关键词 桥梁工程 栓钉 推出试验 抗剪性能 工程用水泥基复合材料
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钢-NC-UHPC组合桥面板抗负弯性能试验研究 被引量：1
9
作者 裴必达 朱星畅 +3 位作者 李传习 冯世春 龙煜 李九苏 《土木工程学报》 北大核心 2025年第5期41-53,共13页
钢-NC-UHPC组合桥面板是一种由薄平钢面板、普通钢筋混凝土、配筋UHPC层和PBL剪力连接件组合而成的新型组合桥面板。为探究该新型桥面板的抗负弯性能,文章开展抗负弯4点弯曲加载模型试验,研究其开裂性能、破坏形态、抗负弯承载能力、相... 钢-NC-UHPC组合桥面板是一种由薄平钢面板、普通钢筋混凝土、配筋UHPC层和PBL剪力连接件组合而成的新型组合桥面板。为探究该新型桥面板的抗负弯性能,文章开展抗负弯4点弯曲加载模型试验,研究其开裂性能、破坏形态、抗负弯承载能力、相对位移和应变分布等。试验结果表明:钢-NC-UHPC组合桥面板在四点负弯曲试验中发生弯曲破坏,抗负弯力学性能良好。经过凿毛的UHPC-NC界面和PBL连接件能保证钢-NC-UHPC组合桥面板协同受力,各自产生的相对位移非常小,最大可达0.527mm。基于试验结果提出钢-NC-UHPC组合桥面板开裂荷载与极限承载力计算公式,计算值与试验值相比分别为1.14和0.97,预测精度高,并根据计算模型得出上层纵向受拉钢筋的配筋率和钢板厚度为组合桥面板承载力的控制因素。用计算公式对该组合桥面板特征荷载进行计算,开裂荷载和极限承载力的变异系数分别为6.41%、6.94%,预测精度较高。可为钢-NC-UHPC组合桥面板的实际工程应用提供理论依据。 展开更多
关键词 桥梁工程 钢-NC-UHPC组合桥面板 抗负弯性能 开裂荷载 极限承载力
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混凝土盖梁胶接缝抗剪承载力试验及参数分析 被引量：2
10
作者 李长春 秦志清 +1 位作者 陈金盛 卓卫东 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第4期368-378,共11页
拼接缝是节段预制拼装混凝土盖梁的薄弱环节,为研究其抗剪承载力,开展了盖梁键齿胶接缝抗剪性能试验及有限元模拟分析,模拟剪切荷载-相对滑移曲线和开裂破坏形态与试验结果吻合较好.采用有限元模型对盖梁键齿胶接缝进行参数分析,探讨侧... 拼接缝是节段预制拼装混凝土盖梁的薄弱环节,为研究其抗剪承载力,开展了盖梁键齿胶接缝抗剪性能试验及有限元模拟分析,模拟剪切荷载-相对滑移曲线和开裂破坏形态与试验结果吻合较好.采用有限元模型对盖梁键齿胶接缝进行参数分析,探讨侧向压应力、混凝土强度等级、键齿内配筋率以及键齿数量、深度和倾角对键齿胶接缝抗剪承载力的影响.研究结果表明:键齿胶接缝在剪力作用下的破坏模式均为脆性破坏.键齿胶接缝的抗剪承载力随着侧向压应力、混凝土强度等级及键齿内配筋率的增加而增加:当侧向压应力由1MPa增至9MPa时,抗剪承载力增加了71.3%;当混凝土强度等级由C40提高至C80时,抗剪承载力增加了22.3%;当键齿内配筋率由0.5%增至2.6%时,抗剪承载力增加了14.8%.键齿数量、深度和倾角均对键齿胶接缝的抗剪承载力有较大影响,建议实际工程中键齿数量不超过3个,深度不超过105 mm,倾角不超过45°.基于Gopal公式建立了键齿胶接缝抗剪承载力的实用计算公式,该公式计算结果与试验及有限元分析结果均吻合良好,可用于键齿胶接缝的抗剪承载力计算. 展开更多
关键词 胶接缝 有限元模拟 侧向压应力 键齿倾角 抗剪承载力
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正交异性钢桥面板动力问题研究现状及展望
11
作者 马牛静 王荣辉 《桥梁建设》 北大核心 2025年第4期25-32,共8页
为给正交异性钢桥面板的动力设计及运营维护提供参考和依据,对正交异性钢桥面板的力学分析模型及动力计算方法、大幅振动、焊接残余应力、振动疲劳、桥面铺装作用等方面的动力问题研究现状进行分析总结,并提出相应的展望。随着计算机技... 为给正交异性钢桥面板的动力设计及运营维护提供参考和依据,对正交异性钢桥面板的力学分析模型及动力计算方法、大幅振动、焊接残余应力、振动疲劳、桥面铺装作用等方面的动力问题研究现状进行分析总结,并提出相应的展望。随着计算机技术的发展,国内外学者已广泛采用有限单元法、有限差分法、有限条法等数值法分析加劲板的板肋分离模型;薄壁正交异性钢桥面板易产生大幅振动,需采用非线性振动模型进行分析,同时需深入开展车辆荷载长期冲击作用引起的桥面板损伤破坏研究;焊接残余应力对正交异性钢桥面板动力特性的影响,需考虑正交异性钢桥面板的初始应力、应力松弛及应力重分布等关键问题;桥梁疲劳分析方法未能考虑动力特性,需从动力学的角度研究正交异性钢桥面板疲劳问题;有必要分析桥面铺装对正交异性钢桥面板动力特性产生的影响;正交异性钢桥面板动力问题进一步的研究可从初始几何缺陷与焊接残余应力的考虑、非线性模态方法的引进、振动疲劳寿命的影响因素及损伤准则的确定、模型试验与现场试验的开展等方面展开。 展开更多
关键词 桥梁工程 正交异性钢桥面板 动力计算 焊接残余应力 振动疲劳 桥面铺装
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板桁结合密横梁桥面系结构布置研究
12
作者 刘震北 黄河 +4 位作者 崔冰 梁力 刘紫豪 崔高炎 刘永健 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期1697-1706,共10页
为探明密横梁桥面系在板桁结合加劲梁中的应用潜力,研究了不同布置参数下的桥面系荷载传递规律,并进行了三参数正交试验,提出了2种宽幅密横梁桥面系布置方案,分析了桥面系的结构刚度、局部受力以及技术与经济性。结果表明,横梁刚度比α... 为探明密横梁桥面系在板桁结合加劲梁中的应用潜力,研究了不同布置参数下的桥面系荷载传递规律,并进行了三参数正交试验,提出了2种宽幅密横梁桥面系布置方案,分析了桥面系的结构刚度、局部受力以及技术与经济性。结果表明,横梁刚度比α与横梁间距比γ是影响荷载传递的主要参数,宽间比β为次要参数。随着α、β、γ的增大,桥面荷载趋于纵向传递。当α<1.15且γ<0.17时,桥面系荷载以横向传递为主。2种密横梁桥面系布置方案加劲梁相比较,桥面系局部刚度和加劲梁抗扭刚度无较大差异。取消节点横梁布置时,桥面荷载分布更均匀,其横向与竖向剪切刚度分别提升22.8%和82.9%,桁架节点局部应力、钢材用量、焊缝数量以及板件类型均减少。所提密横梁桥面系布置方案及计算分析结果可为板桁结合梁桥面系选型提供参考。 展开更多
关键词 桥梁结构 板桁结合梁 密横梁桥面系 结构布置 力学性能 技术与经济性
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残余应力对钢桥顶板U肋双面焊疲劳评估的影响
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作者 左宏圆 吉伯海 +1 位作者 李心诚 傅中秋 《三峡大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期53-60,共8页
新型双面焊构造有望提高钢桥面板顶板U肋焊接接头的抗疲劳性能,而残余应力存在会对焊接接头疲劳强度产生不利进而影响疲劳评估结果.为探究残余应力对双面焊疲劳评估的影响,本文基于正交异性钢桥面板顶板U肋节段有限元模型,得到了标准车... 新型双面焊构造有望提高钢桥面板顶板U肋焊接接头的抗疲劳性能,而残余应力存在会对焊接接头疲劳强度产生不利进而影响疲劳评估结果.为探究残余应力对双面焊疲劳评估的影响,本文基于正交异性钢桥面板顶板U肋节段有限元模型,得到了标准车加载下双面焊接头的受力特征与焊接残余应力的分布情况,分别采用名义应力法、热点应力法、结构应力法对双面焊构造进行疲劳评估.研究结果表明:双面焊相较单面焊有更为复杂且不利的残余应力场,考虑残余应力影响后,各疲劳应力幅值有显著增加,其中名义应力幅值增幅最大,热点应力次之,结构应力最小;此外在考虑残余应力影响后,名义应力法评估的最不利损伤部位由U肋外焊趾转变为顶板外焊趾,其余评估方法在U肋焊趾处的损伤度评估结果差异减小. 展开更多
关键词 钢桥面板 双面焊 残余应力 应力幅值 损伤度 疲劳
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UHPC-NC-钢板组合桥面板抗正弯性能试验
14
作者 裴必达 邹龙腾 +4 位作者 李立峰 饶正东 卢杰 肖勇刚 邹泽鹏 《交通运输工程学报》 北大核心 2025年第5期342-355,共14页
为探究新型UHPC-NC-钢板组合桥面板纵向抗正弯性能,开展了桥面板在纵向正弯矩作用下的抗弯承载能力试验研究,研究了桥面板正弯矩作用下的破坏形态、承载能力、界面滑移特征和应变发展规律,对比了不同规范中UHPC-NC界面抗剪承载能力计算... 为探究新型UHPC-NC-钢板组合桥面板纵向抗正弯性能,开展了桥面板在纵向正弯矩作用下的抗弯承载能力试验研究,研究了桥面板正弯矩作用下的破坏形态、承载能力、界面滑移特征和应变发展规律,对比了不同规范中UHPC-NC界面抗剪承载能力计算公式,提出了UHPC-NC-钢板组合桥面板抗弯极限承载力计算分析方法。试验结果表明:在达到极限荷载之前,组合桥面板横截面变形符合平截面假定,UHPC-NC-钢板组合桥面板在正弯矩作用下的初裂荷载达161 kN,具有优秀的抗裂性能,UHPC-NC界面和钢板-NC界面的整体相对滑移较小,两者的相对滑移量几乎为0,说明PBL剪力键可以保证钢板和NC层的协同受力,使钢板和NC层的变形保持一致;最终破坏时,UHPC-NC界面脱粘,界面处剪应力集中,导致剪弯段内NC层发生剪切破坏;组合板在发生剪切破坏前,具有侧面45°斜裂缝贯穿NC层、UHPC-NC界面处裂缝横向发展以及UHPC-NC界面脱粘等一系列破坏征兆,且破坏后组合板仍保持较好的延性,NC层和UHPC层脱粘荷载值及极限荷载值分别为753.2和810.0 kN;得到的UHPC-NC-钢板组合桥面板抗正弯极限承载力计算值与试验值吻合度为94%,计算结果略偏安全,可为同类工程的设计提供参考依据。 展开更多
关键词 桥梁工程 UHPC-NC-钢板组合桥面板 抗弯性能试验 UHPC-NC界面 UHPC-NC层厚比
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新型钢-UHPC组合桥面连续构造性能研究 被引量：2
15
作者 周尚猛 崔冰 郭福宽 《公路交通科技》 北大核心 2025年第1期156-165,共10页
[目标]为了解决传统桥面连续构造易开裂、耐久性差的难题,充分发挥组合结构的受力特点及超高性能混凝土(UHPC)强度高、耐久性优异的力学性能优势。[方法]提出了钢-UHPC组合桥面连续构造形式。基于有限元法建立桥面系节段模型,分析了传... [目标]为了解决传统桥面连续构造易开裂、耐久性差的难题,充分发挥组合结构的受力特点及超高性能混凝土(UHPC)强度高、耐久性优异的力学性能优势。[方法]提出了钢-UHPC组合桥面连续构造形式。基于有限元法建立桥面系节段模型,分析了传统桥面连续构造的病害机理,对比了新型钢-UHPC组合桥面连续构造和传统桥面连续构造在设计车辆荷载及温度效应作用下的位移及应力响应。[数据]采用钢-UHPC组合桥面连续构造后,桥面连续处转角变得相对平缓,混凝土层最大拉应力从21.0 MPa大幅降低至7.6 MPa,且低于UHPC120材料的弯曲抗拉强度。[结论]分横梁的挠曲变形是桥面连续构造病害的主要原因之一,传统桥面连续构造在轮载作用下,连续缝处顶、底面拉应力较大,极易产生开裂病害。钢-UHPC组合桥面连续构造由于具有较高的弯曲变形能力,UHPC层拉应力能满足抗裂性能要求,且具有较高的强度储备,UHPC层与旧混凝土界面之间的抗剪强度满足规范要求。[应用]桥面连续构造维修完成并运营5 a后,现场实地勘查结果表明维修部位未产生任何病害,维修效果良好。钢-UHPC组合桥面连续构造简单合理、施工便利、无需完全中断交通、全寿命周期成本低廉、高效绿色,具有可观的市场应用前景及重要的社会、经济效益。 展开更多
关键词 桥梁工程 桥面连续构造 有限元法 钢-UHPC组合桥面连续 病害维修
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基于结构应力法的钢-UHPC组合桥面板RD节点疲劳性能分析
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作者 田亮 董熠鑫 +3 位作者 肖飞知 赵健 樊立龙 程斌 《华东交通大学学报》 2025年第2期54-65,共12页
超高性能混凝土(UHPC)在桥梁工程中的应用日益广泛,为深入研究钢-UHPC组合桥面板U肋-盖板(RD)节点的疲劳性能,针对模拟轮载作用下的钢桥面板RD节点开展疲劳试验和数值仿真,分析了中心加载工况下试件的疲劳开裂行为和应力分布,并采用结... 超高性能混凝土(UHPC)在桥梁工程中的应用日益广泛,为深入研究钢-UHPC组合桥面板U肋-盖板(RD)节点的疲劳性能,针对模拟轮载作用下的钢桥面板RD节点开展疲劳试验和数值仿真,分析了中心加载工况下试件的疲劳开裂行为和应力分布,并采用结构应力法预测了RD节点的疲劳寿命。基于ABAQUS建立了带UHPC铺层的钢桥面板RD节点三维实体有限元模型,对模型施加荷载提取裂纹萌生处所在截面的节点力和节点力矩,计算得到等效结构应力,利用结构应力法中的主S-N曲线对RD节点疲劳性能进行评估,并与热点应力法和临界距离理论的预测结果进行了对比分析。研究结果表明:在中心加载工况下,RD节点焊缝处受拉应力作用,至焊缝中部拉应力逐渐增大并趋于稳定,疲劳裂纹首先在该易损部位萌生,并沿板厚方向分阶段扩展直至断裂;经UHPC加固之后,RD节点焊缝的端部效应明显减弱,焊缝中部的结构应力值大幅度降低,最大降幅达87.2%,同时UHPC铺层与盖板形成协同受力整体,使得结构应力分布趋于平缓,显著改善了钢桥面板的疲劳受力状态;相比热点应力法和临界距离理论,结构应力法给出的预测结果偏保守且更接近试验值,预测误差仅8%,对于钢-UHPC组合节点,结构应力法的预测值达到无限疲劳寿命。总体而言,结构应力法可以有效地对钢桥面板的疲劳性能进行评估,以较低成本准确预测焊接构件的疲劳寿命并辅助制定检修策略,在钢结构桥梁领域的实用前景广阔。 展开更多
关键词 正交异性钢桥面板 疲劳寿命 钢-UHPC组合桥面板 结构应力法 主S-N曲线
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平钢板-UHPC组合桥面板负弯矩区超高周疲劳性能 被引量：1
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作者 贺龙飞 谭珂 +4 位作者 李传习 张永明 施宇 杨腾宇 裴必达 《工程力学》 北大核心 2025年第3期203-216,共14页
为了进一步研究平钢板-UHPC组合桥面板在疲劳荷载下的受力性能,基于某大跨径组合梁斜拉桥的桥面板设计,进行了2块不同配筋率(1.69%、1.86%)足尺模型的超高周负弯矩疲劳荷载试验及其研究。疲劳试验中,研究了试件裂缝宽度、刚度、UHPC应... 为了进一步研究平钢板-UHPC组合桥面板在疲劳荷载下的受力性能,基于某大跨径组合梁斜拉桥的桥面板设计,进行了2块不同配筋率(1.69%、1.86%)足尺模型的超高周负弯矩疲劳荷载试验及其研究。疲劳试验中,研究了试件裂缝宽度、刚度、UHPC应变、受拉钢筋应变、钢板应变随循环加载次数的变化规律。试验结果表明:以裂缝宽度0.1 mm为寿命标准,在荷载比R为0.25、荷载水平S≥0.8的疲劳荷载作用下,平钢板-UHPC组合桥面板裂缝宽度随循环次数增长缓慢,其疲劳寿命不低于1600万次;平钢板-UHPC组合桥面板刚度随循环次数增加缓慢下降,抗负弯极限承载力几乎没有衰减;受拉钢筋对UHPC的约束作用抑制了裂缝沿深度方向的扩展,使得在UHPC表面至顶层纵向钢筋之间存在钢纤维可能疲劳拔断区域;当该区域深度有限时,其对钢-UHPC组合桥面板抗负弯疲劳性能及剩余承载力下降的影响可忽略不计。平钢板-UHPC组合桥面板的疲劳设计应是防止裂缝宽度过大引起锈蚀的耐久性控制。 展开更多
关键词 桥梁工程 平钢板-UHPC组合桥面板 试验研究 超高周疲劳性能 疲劳损伤机理
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型钢-UHPC轻型组合桥面板及其抗弯性能研究 被引量：10
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作者 邵旭东 蔡文涌 +1 位作者 曹君辉 刘梦麟 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期152-168,共17页
正交异性钢桥面是目前800m以上国内外特大跨径钢桥的唯一选择,主因是自重轻、强度高、架设方便。但其存在疲劳开裂风险大、运维成本高的缺点。随着高性能材料UHPC的研发和应用,为构建自重轻、病害少、经济性好的桥面新结构提供了可能性... 正交异性钢桥面是目前800m以上国内外特大跨径钢桥的唯一选择,主因是自重轻、强度高、架设方便。但其存在疲劳开裂风险大、运维成本高的缺点。随着高性能材料UHPC的研发和应用,为构建自重轻、病害少、经济性好的桥面新结构提供了可能性。经过多年研究,作者提出一种新型桥面板结构——型钢-UHPC轻型组合桥面结构,将型钢、钢板条与UHPC组合,桥面板的形成无任何板件焊接,因而具有高抗疲劳性,且与传统钢桥面相比,自重持平、造价减半,可作为除“正交异性钢桥面”外的“第二种”大跨径钢桥的桥面结构方案。该文研究这种轻型组合桥面板预制板及横向接缝的抗弯性能,制作4个条带模型(包括2个预制板试件和2个接缝试件),开展三点弯曲的横向接缝负弯矩试验和预制板正弯矩试验,并对试验结果进行分析;基于“条带法”建立预制板试件极限承载力计算模型,提出接缝试件的UHPC开裂名义拉应力计算方法;基于某斜拉桥应用实例,进行整体计算和局部计算,验证新型组合桥面结构在实桥上应用的可行性。研究结果表明:(1)型钢与UHPC间在极限状态前相对滑移非常小,具有良好的协同受力性能;(2)预制板试件的正弯矩极限承载力以型钢屈服控制,而接缝试件负弯矩极限承载力以UHPC开裂和加密钢筋断裂控制;(3)接缝试件的“T形”接缝、加密钢筋、燕尾形的企口、交错式切割型钢钢条等构造设计对接缝整体抗弯拉性能有很好的提高效果;(4)预制板试件极限承载力计算模型所得计算值与试验值吻合良好,该模型搭配名义拉应力计算方法,可帮助工程实际问题的设计与应用;(5)试验结果与实桥的有限元计算值相比,新型桥面结构均有1.3倍以上的安全系数,新型组合桥面应用于实桥具有可行性。 展开更多
关键词 桥梁工程 型钢-UHPC组合桥面结构 三点弯曲试验 接缝构造 承载能力 裂缝宽度
原文传递
大跨斜拉桥型钢组合桥面的结构设计与方案比选
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作者 李盛家 杨川琪 +2 位作者 何广 党思雨 覃子轩 《城市道桥与防洪》 2025年第6期114-119,共6页
为取消正交异性钢桥面板,提出了一种新的型钢开口肋-UHPC组合桥面板,即采用T型钢替代加工复杂的U肋。以某双塔双索面大跨斜拉桥为背景,通过整体与局部受力分析相结合的方式,研究了新型组合桥面在大跨斜拉桥领域应用的可行性与优势,并与... 为取消正交异性钢桥面板,提出了一种新的型钢开口肋-UHPC组合桥面板,即采用T型钢替代加工复杂的U肋。以某双塔双索面大跨斜拉桥为背景,通过整体与局部受力分析相结合的方式,研究了新型组合桥面在大跨斜拉桥领域应用的可行性与优势,并与传统的正交异性钢桥面进行了在结构受力和技术经济性层面的对比。结果表明:在大跨斜拉桥的横向简支受力状态下,两种方案的整体受力性能较为接近;在正常使用极限状态下,新型组合桥面中UHPC层的最大纵、横向拉应力分别为7.96、6.92 MPa,均满足抗裂需求;在整体和局部受力分析中,新型组合桥面方案中的钢顶板应力较原方案均有较为明显的改善,最大应力分别下降了16%、81.9%;新型组合桥面的各疲劳细节应力幅均远在规范疲劳强度限值以下,表明新型组合桥面具有优异的疲劳性能,且具有较高的安全储备。新型组合桥面方案的桥面板重量与正交异性钢桥面方案的基本持平,但每平米造价减少约34.4%,表明新型组合桥面在大跨斜拉桥领域有较好的应用前景。 展开更多
关键词 桥梁工程 大跨斜拉桥 型钢-UHPC组合桥面 开口肋 正交异性钢桥面 有限元分析
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不同厚度平板对接焊缝残余应力分布规律研究
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作者 苏永攀 王树明 岳阳 《智能城市》 2025年第7期144-148,共5页
由于构造的需求,部分钢结构采用不等厚度钢板通过焊接方式连接。为了揭示不同厚度平板对接焊缝残余应力分布规律,采用ANSYS有限元软件对16 mm和24 mm两种厚度钢板的3道连接焊缝的焊接过程进行了数值模拟,并分析了温度场和残余应力场的... 由于构造的需求,部分钢结构采用不等厚度钢板通过焊接方式连接。为了揭示不同厚度平板对接焊缝残余应力分布规律,采用ANSYS有限元软件对16 mm和24 mm两种厚度钢板的3道连接焊缝的焊接过程进行了数值模拟,并分析了温度场和残余应力场的分布规律。结果表明,不同厚度钢板焊接过程中,焊件表面的最高温度达到1869℃;焊件残余应力分布具有较强的局部性,最大纵向残余应力和横向残余应力分别达到-366 MPa和-191 MPa;在垂直于焊缝方向的路径上,纵向残余应力表现为压-拉-压的变化规律;在相同截面处,焊件上表面和下表面的残余应力极值之间存在较大差异,但是分布趋势相对一致;平行于焊缝路径的横向残余应力在距离焊件边界一定距离处存在相对稳定的分布区域。 展开更多
关键词 钢结构 厚度 数值模拟 焊接 残余应力
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