摘要：针对一种采用80 mm厚钢纤维混凝土(SFRC)和球扁钢纵肋的新型组合桥面板,设计制作了两个组合桥面板足尺模型,进行了正弯矩加载试验,测试得到加载全过程结构变形和应变变化情况。采用截面弹塑性截面分析方法、线弹性分析方法和刚塑性分析方法计算了正弯矩承载力,并与试验结果进行对比。研究结果表明:组合桥面板在承受正弯矩荷载时位移延性系数为4.90~5.77,具有较好的延性;在承载能力极限状态下,组合桥面板正弯矩承载力由球扁钢受力控制,SFRC具有充足的抗压强度,提高混凝土强度对正弯矩承载力影响很小;截面弹塑性分析能较为准确地计算正弯矩承载力,适合用于组合桥面板设计计算。

摘要：通过理论推导证明,斜拉桥跨中0.3~0.32倍跨径范围的主梁产生了塔根处主梁总轴力的一半。据此,提出将此范围内的主梁更换为轻质梁型的主跨混合梁斜拉桥。对主跨1 000 m的组合梁+常规混凝土组合桥面梁斜拉桥和组合梁+钢箱梁斜拉桥进行试设计,并与主跨900 m的组合梁斜拉桥进行对比,发现:主跨1 000 m的组合梁+常规混凝土组合桥面梁斜拉桥塔根处的轴力水平仅比主跨900 m的组合梁斜拉桥增加2.6%,组合梁+钢箱梁斜拉桥塔根轴力可降低6.9%;采用混合梁后,活载下的主梁竖向弯矩相比单纯组合梁,变化不大,但在极限风荷载作用下,会导致塔处横下弯矩增加,跨中横向弯矩减小;跨径相同时,百年风组合下,塔处截面轴力减小效应与弯矩增加效应叠加后,截面总应力仍然减小。

摘要：正交异性组合桥面由于其较好的抗疲劳性能和静力承载能力、相对较轻的自重近年来在实际工程中得到较多应用。正交异性组合桥面通常由正交异性钢板和混凝土层组成,在加入混凝土层后结构刚度发生较大变化,若正交异性板仍采用传统正交异性钢桥面的构造形式将会造成不必要的钢材用量和焊接量增加。采用遗传算法,以单位面积造价最小为目标,结合现有规范考虑了构造约束和承载能力约束两类约束条件,采用两种应力控制方案,对不同桥面板跨度和混凝土厚度的正交异性组合桥面的构造进行优化。同时解决了构造改变导致荷载分配改变对承载能力分析造成的影响。优化结果表明,桥面跨度4.5m时,与未优化组合桥面相比,优化方案用钢量可降低1.7%~10.1%,焊接量可降低16.5%~31.8%。

摘要：将大跨度桥梁外侧车道及车道以外部分桥面的正交异性钢板替换为超高性能混凝土(UHPC)华夫板而形成混合桥面系统,提出连接2种桥面的横向连接构造。对横向连接构造进行静力弯曲试验和理论分析,得到正、负弯矩作用下的破坏模式、极限承载力、抗裂性能、两侧桥面的协同受弯性能。最后,给出了考虑UHPC开裂后残余应力的断面塑性极限承载力计算方法。结果表明:该横向连接构造有较好的塑性变形能力并协同两侧桥面共同受力,弹性阶段横向连接构造两侧的正交异性钢板和UHPC华夫板断面应变符合平截面假定。由提出的断面承载力理论计算方法预测的正弯矩作用试件极限承载力误差在8%以内,负弯矩作用试件承载力由板件局部屈曲控制,断面承载力理论计算方法须考虑局部稳定的影响。

摘要：在重车道采用疲劳性能较优但重量或造价较高的桥面形式(如超高性能混凝土(UHPC)华夫板、超高性能混凝土(UHPC)钢组合板等),在快车道采用传统正交异性钢桥面,组成混合桥面系统,在提升桥面结构疲劳寿命的同时降低结构的自重或造价,又能充分利用材料性能。针对横向不同类型桥面组成的混合桥面,通过梁格模型参数分析得到了桥面板跨度、桥面板构造参数等对其各部分承担荷载比例和横向有效宽度的影响规律,并拟合分析数据得到了计算公式。基于此,提出了混合桥面的设计方法。

摘要：针对大跨度斜拉桥中正交异性钢桥面疲劳开裂问题,基于对大跨度桥梁中重车分布情况和疲劳开裂位置的研究,提出将两侧重车道的正交异性钢桥面更换为疲劳性能较好的UHPC华夫板或钢UHPC组合板,组成混合桥面系统。采用混合桥面后斜拉桥加劲梁的自重、抗弯、抗扭等特性将发生变化,因此需要从结构体系的角度分析采用混合桥面后斜拉桥的静、动力特性与常规正交异性钢桥面斜拉桥的异同。设计了三座斜拉桥(分别采用两种混合桥面和正交异性钢桥面),基于目标函数与索力变量之间的函数关系往往为凸函数这一特征,采用凸函数优化算法确定三座斜拉桥的合理成桥状态。最后比较了三座斜拉桥的静、动力特性,发现混合桥面斜拉桥主梁具有较高的面外抗弯惯性矩和抗扭惯性矩,当横向作用起控制作用时,具有更高的承载能力。同时可以提高结构纯扭转振型的基频,有助于提高结构颤振稳定性。但采用混合桥面的斜拉桥加劲梁单位长度自重会增加7%~10%。

摘要：针对上承式板桁组合桁梁桥中普通混凝土桥面板抗裂性能差的问题,提出了钢-钢纤维混凝土组合桥面板。为研究该组合桥面板的轴拉力学性能、抗裂性能,设计了3种不同形式桥面板的轴拉性能对比试验,包括纯钢纤维混凝土桥面板、平钢板-钢纤维混凝土组合桥面板及球扁钢肋加劲的钢-钢纤维混凝土组合桥面板。测试了钢纤维混凝土初始开裂荷载、裂缝随轴向拉力的变化、桥面板的变形、承载力等。结果表明:采用钢纤维混凝土的桥面板在轴向拉力作用下,混凝土开裂特征为多条细微裂缝,与常规的混凝土板开裂特征不同;纯钢纤维混凝土桥面板在轴向拉力作用下的破坏形态为桥面板中的纵向钢筋在连接处破坏,平钢板-钢纤维混凝土组合桥面板及球扁钢肋加劲的钢-钢纤维混凝土组合桥面板的破坏形式为钢板屈服。不同形式的桥面板在正常使用状态下的受力性能各不相同,总体上随着底部钢板面积的增加,桥面板的受力性能更加优异;当纵向钢筋应力水平为100 MPa时,平钢板-钢纤维混凝土组合桥面板和球扁钢肋加劲的钢-钢纤维混凝土组合桥面板所承载的轴拉力分别是纯钢纤维混凝土桥面板的4倍和6.7倍。