轻型组合桥面弧形缺口应力特征分析及现场试验

论文摘要

为深入研究钢-UHPC（Ultra-high Performance Concrete）轻型桥面组合体系对弧形缺口的应力改善程度,结合一座大跨自锚式悬索桥,针对正交异性钢桥面板（Orthotropic Steel Deck, OSD）结构铺设UHPC层前、后2种情形,选择3种不同弧形缺口形式,分别建立空间实体有限元分析模型,并采用简化加载、响应面加载2种方式进行分析,由此获得了弧形缺口应力、变形分布规律与车辆轴载位置之间的关系,揭示了弧形缺口出现峰值拉、压应力的原因。以此为基础,采用三轴加载车分别在铺设UHPC层前、后进行现场跑车试验,采集了弧形缺口多个关注点在不同横向加载位置的应力响应曲线,获得了各点的应力极值,并与有限元结果进行了对比分析。研究结果表明:铺设UHPC前、后弧形缺口关注点应力特征随荷载分布规律基本相同,面内应力为主、面外应力较小,拉应力主要由荷载偏载产生、加载区域长,而压应力主要由荷载直接作用于弧形缺口顶部产生,且加载区域短;采用传统简化加载方式难以获得弧形缺口处准确的拉应力峰值,并可能导致应力幅偏小,并由此提出了合理的加载方式;本桥五段线弧形缺口形式受力相对较好;铺设UHPC层能有效减少弧形缺口应力峰值,并在一定程度上缓解疲劳问题,是OSD结构提高疲劳性能的一种有效方案。

论文目录

• 0 引 言
• 1 依托工程简介
•   1.1 结构整体布置
•   1.2 钢箱梁结构布置
• 2 有限元建模及加载方式
•   2.1 分析目的
•   2.2 节段有限元模型
•   2.3 网格无关性
•   2.4 荷载选取
•   2.5 加载方式
•     2.5.1 简化加载模式
•     2.5.2 响应面加载模式
•   2.6 模型计算
• 3 有限元结果分析及讨论
•   3.1 铺设UHPC前、后弧形缺口应力响应面对比
•   3.2 横隔板变形分析
•   3.3 简化加载方式与响应面计算结果对比
•   3.4 不同弧形缺口形状对比
•     3.4.1 三种弧形缺口形式
•     3.4.2 横向影响线对比结果及结论
•     3.4.3 纵向影响线对比结果及结论
•   3.5 加载方式的建议
• 4 跑车试验
•   4.1 试验目的
•   4.2 测点布置
•   4.3 试验车辆
•   4.4 测试方法
•   4.5 结果分析
•     4.5.1 峰值应力对比结果
•     4.5.2 面内应力对比结果
•     4.5.3 面外应力对比结果
• 5 结 语

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李立峰,曾研,裴必达,王连华

关键词: 桥梁工程,疲劳应力,有限元分析,轻型组合桥面,现场试验

来源: 中国公路学报 2019年08期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 公路与水路运输

单位: 湖南大学土木工程学院

基金: 国家自然科学基金项目(51278183),湖南省住房和城乡建设厅2015年度科学技术项目(KY201508)

分类号: U443.31

DOI: 10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.08.006

页码: 66-78

总页数: 13

文件大小: 6002K

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