大跨度钢箱梁斜拉桥钢–UHPC组合桥面加固效果评估

摘要

为评估钢–超高性能混凝土（ultra-high performance concrete,UHPC）组合桥面对大跨度钢箱梁斜拉桥的加固效果，基于随机车流下应力监测数据，结合《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64—2015）对钢–UHPC组合桥面和冷拌环氧树脂（epoxy bond chips layer+resin asphalt+epoxy bond chips layer,ERE）桥面的疲劳性能进行对比评估。利用Miner线性累积损伤准则计算两种桥面各疲劳易损细节的剩余疲劳寿命。建立有限元模型，对钢–UHPC组合桥面UHPC层的抗裂性能进行验算，并计算两种桥面钢桥面板的最大挠度及沥青铺装层的最大拉应力。结果表明：ERE桥面面板–纵肋焊缝纵肋侧、横隔板弧形切口和纵肋对接焊缝处存在较大应力，剩余疲劳寿命分别为214、186、61 a;ERE桥面纵肋对接焊缝处在桥梁设计基准期内有疲劳破坏的风险；经钢–UHPC组合桥面加固后，正交异性板各疲劳易损细节最大应力幅值均降低到常幅疲劳极限以下，剩余疲劳寿命增长为无穷大；钢–UHPC组合桥面UHPC层的最大拉应力为4.68 MPa，抗裂性能满足规范设计要求；经钢–UHPC组合桥面加固后，正交异性桥面刚度提升效果明显；加固后，钢桥面板挠度降幅为34%，最大挠度为0.69 mm；沥青铺装层最大拉应力降幅为59%，最大拉应力为0.42 MPa。经钢–UHPC组合桥面加固后，正交异性钢桥面板各疲劳易损细节疲劳性能满足规范设计要求，桥面铺装层的抗裂性能也有所改善。

关键词

钢桥 / 超高性能混凝土 / 加固 / 疲劳 / 铺装层