文档介绍：钢板-混凝土组合桥面板静力及疲劳性能试验研究
专业:结构工程
硕士生:霍旭东
指导老师:薛建阳教授
杨勇教授
摘要
钢板-混凝土组合桥面板是由底部钢板和混凝土通过栓钉或开孔钢板等形式的剪力连接件结合成的新型组合桥面板形式。与传统的桥面板相比,钢板-混凝土组合桥面板具有刚度大、承载力高等特点,能有效地实现大跨度桥面板的设计应用。在桥面板施工中,底部钢板可以起到模板的作用,免除模板支撑架设和拆除工作,实现快速施工。同时,在钢筋混凝土桥面板的翻修和改建工程中,采用钢板-混凝土组合桥面板能够加快施工进度和减小交通影响。因此,钢板-混凝土组合桥面板在工程实践中具有广泛的应用前景。为研究钢板-混凝土组合桥面板在静力及疲劳荷载下的受力性能,本文对钢板-混凝土组合桥面板试件进行了静力试验及等幅疲劳试验。
通过对4个钢板-混凝土组合桥面板试件进行静力试验表明,组合桥面板具有较高的受弯承载力和刚度,破坏形式均表现为弯曲破坏。为进一步研究钢板-混凝土组合桥面板的受力性能,文中采用有限元软件ABAQUS分析了4个试件在静力荷载下的非线性性能。
对10个钢板-混凝土组合桥面板试件进行了等幅疲劳试验,试验主要考察了栓钉布置、开孔钢板连接件数量及疲劳荷载幅值等3个因素对组合桥面板的疲劳破坏模式及疲劳损伤程度的影响。试验过程中对组合桥面板各个主要时刻的动挠度、混凝土应变、底部钢板应变、残余挠度及剩余承载力进行测量。试验结果表明:组合桥面板的疲劳加载次数与底部钢板疲劳应力幅有直接的关系,而栓钉的布置及开孔钢板连接件的数量对组合桥面板的疲劳性能影响较小,组合桥面板疲劳破坏形态均表现为底部钢板疲劳断裂,受压区混凝土压碎。
最后,在疲劳试验的基础上,本文提出钢板-混凝土组合桥面板在疲劳荷载下刚度及疲劳寿命计算方法。
关键词:钢板-混凝土组合桥面板;静力性能;非线性有限元;疲劳性能;刚度退化;疲劳寿命
论文类型:应用基础研究
基金项目:国家自然科学基金(50708040)
Experiment on Static and Fatigue Behavior of Steel Plate-posite Bridge Decks
Specialty:Structural Engineering
Name:Huo Xudong
Instructor:Prof. Xue Jianyang
Prof. Yang Yong
ABSTRACT
Steel plate-posite bridge deck is a new-type posite bridge deck consisting of steel plate and concrete, which is joined by the shear connectors such as stud, PBL shear connectors and other types of shear connectors. Steel plate-concrete bridge deck can effectively achieve the design of wide span bridge deck due to its bigger flexural stiffness and bearing paring with traditional bridge decks. In the construction of bridge deck, it can function as a formwork, and the use of steel plate forms saves a significant amount of time. At the same time, the plate steel-concrete bridge deck has more advantage to speed up the construction progress and reduce traffic impact during revision and reconstruction of the reinforced concrete bridge deck. Therefore, the steel plate-posite bridge deck has a wide application prospect. In order to study the static and fatigue behaviour of a new type of steel plate-posite bridges decks, static loading experiment of four specimens