钢-超高性能混凝土组合桥面系中栓钉连接件的疲劳性能研究

摘要

本文对岳阳洞庭湖大桥的钢-超高性能混凝土(UHPC)组合桥面系中栓钉连接件的疲劳性能进行研究.研究方法为精细数值模型和模型疲劳试验.在精细数值模型分析中,建立了岳阳洞庭湖大桥的多尺度有限元模型;提取了栓钉剪应力的影响面;基于中国钢桥规的标准疲劳车,计算得到了栓钉等效疲劳剪应力幅.在模型疲劳试验中,取桥面系的正弯矩和负弯矩板带,设计一组2个梁式足尺疲劳试件;正负弯矩试件中的栓钉分别在119.5MPa和72.0MPa名义剪应力下经历了200万次疲劳加载后,应变仍保持平截面,未发生明显界面疲劳破坏;可保守取119.5MPa和72.0MPa作为正负弯矩板带试件中栓钉的疲劳强度.考虑影响面大小、车流量和设计年限等因素对等效疲劳应力幅进行修正,并对栓钉的疲劳寿命进行了评估.结果表明,洞庭湖大桥组合桥面系中的栓钉连接件具有足够的疲劳承载力安全储备,能够满足120年的设计寿命要求.