摘要：基于各类组合桥面结构研究,提出了一种新型大纵肋波折钢板–高性能混凝土(UHPC)组合桥面板;组合桥面板利用UHPC优异的材料性能提高桥面板刚度并减轻桥面板自重,并通过大尺寸U肋的波折钢板减少焊缝数量,以提高结构的疲劳性能。通过对新型组合桥面板疲劳性能的研究,发现UHPC层厚度的增大和横隔板间距的减小能够有效地降低波折钢板以及横隔板上各疲劳细节的应力幅值,推荐采用70~90 mm的UHPC板厚以及4 m以内的横隔板间距。此外,增大U肋的高度同样也能够降低多数疲劳细节的应力幅值,但会增大U肋斜腹板与横隔板间焊缝的疲劳应力幅值。通过对UHPC层疲劳性能的研究发现,增大板厚和配筋率能够有效地提高其疲劳性能;对于厚度小于9 cm的UHPC层,可以通过最小配筋率以保证其疲劳性能满足要求。

摘要：新型UHPC—大纵肋波折板正交异性桥面板取消了顶板与纵肋焊缝,减少了横隔板与纵肋焊缝,为改善正交异性钢桥面板控制部位的疲劳性能提供了一个有效新途径。然而,由于波折板与横隔板保留横向焊缝,其疲劳风险仍然可能存在,故针对纵肋与横隔板位置的关键疲劳细节,采用数值分析并结合热点应力法对各参数影响下的轮载应力幅和疲劳寿命进行评估验证。结果表明,新型组合桥面板的大纵肋波折钢板及横隔板的疲劳寿命主要受弧形切口顶应力幅控制,施工时应加强切口打磨质量,防止疲劳开裂。另外,UHPC板厚增大、横隔板间距减小以及横隔板厚度加大时,各疲劳细节应力幅均有减小趋势,但加大纵肋高度或填充混凝土补强纵肋后,其各疲劳细节应力幅增减趋势并不一致。通过合理参数设计可使得各疲劳细节应力幅趋势均匀,获得优异的抗疲劳性能。

摘要：针对拥堵车辆怠速振动造成的城市桥梁疲劳失效风险,利用ABAQUS建立车辆拥堵荷载作用下的车-桥耦合有限元模型,通过动力响应分析和应力循环计数,采用能量法以总应变能密度为损伤参量,计算4种拥堵工况下城市组合梁桥钢箱构造细节的疲劳累积损伤,并通过与规范标准疲劳车畅通运行状态时的损伤对比,综合评估车辆拥堵对城市组合箱梁桥疲劳性能的影响。结果表明:城市组合梁桥在车辆拥堵荷载作用下弹性应变能在总应变能密度值中占主导地位,其疲劳行为是典型的高周疲劳,疲劳损伤主要来自于怠速振动初始的3~5个高应力幅循环;钢箱底板-腹板焊缝构造细节的疲劳累积损伤为母材的2~5倍,焊缝是疲劳性能较薄弱的部位;当典型拥堵车流只包含小汽车及公交车时,拥堵状态下的疲劳损伤可偏于安全地采用1辆标准疲劳车怠速振动进行评估,但在某些未限制货车通行路段,车辆拥堵造成的疲劳损伤显著增大;由于发动机怠速振动动力效应致使等效应力幅增大65%,1辆标准疲劳车1次拥堵作用下的疲劳损伤是畅通状态下疲劳车单次过桥产生损伤的14.7倍,构造细节疲劳破坏风险增大;考虑车辆拥堵影响后疲劳累积总损伤增大,疲劳损伤受拥堵工况、交通量及拥堵时长影响,日均拥堵4h情况下,考虑拥堵后的疲劳损伤可达不考虑时的3.5倍。该文可为类似桥梁疲劳评估提供借鉴参考,为保障既有城市钢桥的安全运营提供一定的基础理论支撑。