预制拼装钢-UHPC组合桥面板湿接缝抗弯性能研究

摘要

纵肋上置并形成PBL剪力连接件的钢-UHPC组合桥面板是一种新型桥面结构。该结构采用预制拼装施工，工厂预制钢-UHPC组合梁段，现场进行施工组装，相邻钢梁通过焊接形成一体，而相邻UHPC桥面板则通过现浇UHPC湿接缝连成一体，湿接缝是其薄弱部位。针对该新型结构其湿接缝相关研究较少的问题，该文以某实际工程为背景，完成钢-UHPC组合桥面板湿接缝足尺模型抗弯性能试验。建立Abaqus有限元模型，并采用试验结果校核有限元模型。在此基础上，进行了湿接缝截面模拟方式、钢面板厚度、UHPC层厚度和燕尾榫角度的有限元模型参数分析。对比美国土木工程师协会（ASCE）、《美国房屋建筑规范》（ACI）以及中国《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）关于构件的刚度计算公式，发现中国规范计算值更接近试验值。基于普通钢筋混凝土梁的抗弯刚度计算公式，结合试验数据进行了参数修正，并用有限元模型结果进行了校核。结果表明：钢-UHPC组合桥面板湿接缝有着优异的延性和刚度；采用摩擦行为模拟湿接缝界面计算成本小且计算效果良好；增加钢板厚度或UHPC层厚度均能有效提高构件刚度和承载力；燕尾榫角度对构件的刚度和承载能力影响很小；参数修正后的抗弯刚度计算公式能较好地计算钢-UHPC组合桥面板构件跨中位移。

关键词

钢-UHPC组合桥面板 / 湿接缝 / 有限元模型 / 足尺试验 / 抗弯性能