型钢-UHPC轻型组合桥面板及其抗弯性能研究.pdf

型钢-UHPC轻型组合桥面板及其

抗弯性能研究

曹君辉1,2

邵旭东1,2蔡文涌1,2刘梦麟3

1.湖南大学土木工程学院，摘要：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

湖南长沙410082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

2.湖南大学风工程与桥梁工应用，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

程湖南省重点实验室，湖南一种新型桥面板结构一一型钢-UHPC轻型组合桥面结构，将型钢、钢板条与UHPC组合，桥面板

长沙410082

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

3.广西交通设计集团有限公

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

司，广西南宁530025

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；

③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。

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

中图分类号：U443.32文献标识码：A文章编号：1000-131X(2024)06-0152-17

DOI:10.15951/j.tmgcxb.

Researchonflexuralperformanceofsectionsteel-UHPClight-

weightcompositebridgedeck

CaoJunhuil,2

ShaoXudongl-2CaiWenyong.l2LiuMenglin3

1.SchoolofCivilEngineering,Abstract:Theorthotropicsteelbridgedeckiscurrentlytheonlyoptionformega-spansteel

HunanUniversity,Changshabridgesover800m,mainlyduetoitslightweig