无切口钢-UHPC组合桥面纵肋-横隔板接头疲劳性能

• 作者: 向泽 祝志文
• 来源期刊: 公路交通科技
• 关键词: 桥梁工程 正交异性桥面 有限元法 疲劳 纵肋-横隔板 应力幅
• 年，卷（期）: 2021,（8）
• 所属期刊栏目: 桥梁工程
• 页码范围: 83-92
• 页数: 10页
• 分类号: U448.36
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1002-0268.2021.08.012

摘要

为解决正交异性钢桥面纵肋-横隔板接头疲劳开裂问题,根据正交异性钢桥面构造特点,提出了一种疲劳性能良好的新型无切口正交异性钢-UHPC组合桥面,能简化制造工艺,提高经济性能.基于ANSYS数值分析平台建立双尺度有限元模型,采用欧洲规范疲劳荷载模型III开展纵桥向移动加载,获得了纵肋-横隔板接头在3种典型横向位置下的轮载热点应力响应曲线.结合轮载作用下的应力云图和变形图,揭示了构造细节力学机理,评估了疲劳性能,并探讨了构造参数的影响.应力响应曲线表明:纵肋-横隔板接头在轮载作用下的应力响应以受压为主,局部效应显著,纵桥向应力影响线短,因而可根据轮载应力响应曲线识别轴组中的单轴.应力云图和变形图表明:构造细节在轮载作用下出现了显著应力集中,因新型桥面横隔板截面削弱较小,横隔板侧应力梯度小于纵肋侧.纵肋-横隔板接头应力最大点均不在纵肋正底部位置,而是与纵肋中心线成一定角度.由于纵肋-横隔板接头与面板距离较大,UHPC层和面板厚度对其疲劳性能改善并不明显.增加横隔板厚度能减小横隔板侧应力幅,但会增加纵肋侧应力幅,横隔板厚度可取10 mm.增大纵肋腹部厚度可有效减小纵肋侧应力幅,16 mm的纵肋腹部厚度可使得纵肋-横隔板接头实现无限疲劳寿命.