部分预应力混凝土斜拉桥主梁带裂缝状态下疲劳性能试验研究

颜东煌; 彭坤帅; 袁晟; 郭鑫; 袁明

doi:10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022032120240461

交通科学与工程 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (02) : 88 -98. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022032120240461

部分预应力混凝土斜拉桥主梁带裂缝状态下疲劳性能试验研究

颜东煌, 彭坤帅, 袁晟, 郭鑫, 袁明

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摘要

为研究大跨度部分预应力混凝土（partially prestressed concrete,PPC）斜拉桥在主梁带裂缝状态下的疲劳性能，以双塔混凝土斜拉桥为工程依托，制作节段缩尺模型。根据有限元计算结果调整节段缩尺模型斜拉索索力及主梁预应力，将主梁受力调整至部分预应力状态。将节段缩尺模型预加载至一定损伤后，开展PPC斜拉桥带裂缝状态下的疲劳性能试验研究。结合实桥荷载谱设计疲劳试验参数，疲劳荷载确定为22～34 kN，加载频率为1.5 Hz，共循环加载250万次，并在不同循环加载次数下对模型梁进行静载试验。试验结果表明：在有损伤的情况下，在疲劳试验过程中，主梁裂缝处于“闭合-张开-闭合”的循环过程中；随着疲劳荷载加载次数的增加，静载试验中的主梁挠度平稳增加；主梁L/4(L为跨径)、L/2和3L/4截面处体系刚度分别退化了为5.08%、5.19%和6.63%；在不同加载次数的静载上峰值工况下，主梁裂缝平缓发展，裂缝宽度由0.04 mm扩展至0.06 mm，卸载后，所有裂缝均闭合；在静载试验中，相同荷载作用下的索力基本不变，斜拉索基本无损伤。综合结果表明，PPC斜拉桥在主梁带裂缝状态下体系刚度下降缓慢，斜拉索刚度基本无退化，体系承载能力仍能满足正常使用情况下的要求。