PC与钢-UHPC混合式连续梁桥结合段受力分析

摘要

针对连续箱梁桥因自重过大导致开裂严重的工程难题，提出了一种PC梁（Prestressed Concrete,PC）与钢-UHPC(Ultra-High Performance Concrete, UHPC)组合梁结合的新型混合式连续梁桥.为探明新型桥梁中UHPC层的受力特性及其对钢-混结合段传力机理的影响，以滨州黄河大桥为工程背景，首先建立了Midas整体计算模型，获得了结构在承载能力极限状态下的内力，然后采用ANSYS分别建立了无UHPC层和有UHPC层两种构造的钢-混结合段有限元局部模型，对比了两个构造结合段的受力特点及传力机理，分析了UHPC层的受力特性.计算结果表明：1）除了部分应力集中区域外，新型结构各部分应力均低于强度设计值，满足设计要求；2）最不利弯矩作用下，新型结构的钢箱梁顶板最大拉应力得到显著降低，可显著延长钢结构的疲劳寿命；3）新型结构的混凝土梁顶板在交界面处的应力下降了约5%～29%，可改善混凝土开裂现象；4)UHPC层的最大拉应力和压应力均低于其设计强度，满足规范要求，且UHPC层能分担4%～10.9%的结合段截面弯矩.

关键词

桥梁工程 / 混合梁结合段 / 数值分析 / 力学性能 / 钢-UHPC组合梁

基金资助

湖南省研究生科研创新项目（CX2017B118）; 国家自然科学基金重点项目（52038003）; 河南省重点研发计划资助项目（212102310452）