摘要：为了进一步研究平钢板-UHPC组合桥面板在疲劳荷载下的受力性能,基于某大跨径组合梁斜拉桥的桥面板设计,进行了2块不同配筋率(1.69%、1.86%)足尺模型的超高周负弯矩疲劳荷载试验及其研究。疲劳试验中,研究了试件裂缝宽度、刚度、UHPC应变、受拉钢筋应变、钢板应变随循环加载次数的变化规律。试验结果表明:以裂缝宽度0.1 mm为寿命标准,在荷载比R为0.25、荷载水平S≥0.8的疲劳荷载作用下,平钢板-UHPC组合桥面板裂缝宽度随循环次数增长缓慢,其疲劳寿命不低于1600万次;平钢板-UHPC组合桥面板刚度随循环次数增加缓慢下降,抗负弯极限承载力几乎没有衰减;受拉钢筋对UHPC的约束作用抑制了裂缝沿深度方向的扩展,使得在UHPC表面至顶层纵向钢筋之间存在钢纤维可能疲劳拔断区域;当该区域深度有限时,其对钢-UHPC组合桥面板抗负弯疲劳性能及剩余承载力下降的影响可忽略不计。平钢板-UHPC组合桥面板的疲劳设计应是防止裂缝宽度过大引起锈蚀的耐久性控制。

摘要：为研究下弦与撑杆改进构型张弦梁结构在连续倒塌过程中的动力响应与失效机理,参考国内某工程张弦梁结构,设计了一个改进构型的张弦梁结构模型。采用基于电磁控制的局部初始失效装置模拟跨中下弦杆失效,对该模型开展了抗连续倒塌动力试验研究。基于ANSYS/LS-DYNA程序对该类结构建立抗连续倒塌有限元模型,并通过试验和有限元联合分析明确了该类结构的备用传力路径、关键构件以及竖向位移动力放大系数的变化规律等。结果表明:改进构型张弦梁结构任一段下弦失效后,失效区域形成的空腹桁架为结构提供了备用传力路径,提高了结构抗连续倒塌性能;下撑杆作为下弦失效后的第二道防线,是剩余结构的关键构件,其失效将引发结构连续倒塌;当剩余结构受力处于弹性阶段时,竖向位移动力放大系数在1.2左右,随着结构进入塑性的程度增大,竖向位移动力放大系数逐渐增大,当荷载达到3.0倍设计工况时,动力放大系数接近2.0。

摘要：针对传统张弦梁结构冗余度低、易发生连续性倒塌的特点,引入变换荷载路径法改进撑杆构型,提出了一种交叉撑杆构型的张弦梁结构体系。以某体育馆张弦梁结构为原型,建立了新型撑杆构型的张弦梁结构基准模型。通过优化撑杆交叉角度、交叉节点位置等参数,得到了多个具有新型撑杆构型的张弦梁结构模型,并采用有限元方法对其承载力与抗连续倒塌性能进行了分析。结果表明:经合理设计,新型撑杆构型的张弦梁结构与传统张弦梁结构在刚度、承载力等方面较为接近,且新型撑杆构型的张弦梁结构承载力与撑杆交叉节点的位置有关;当中间索失效时,下撑杆能代替失效索为结构提供有效的传力路径,且交叉角度较大时新型撑杆构型的张弦梁结构抗连续倒塌性能更好;当边索失效时,交叉撑杆构型的张弦梁结构的竖向位移均较传统张弦梁结构的大幅减小,其抗连续倒塌性能更加优良。

摘要：超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete, UHPC)抗拉强度对抗扭承载力的贡献不可忽略,其构件抗扭承载力计算公式不同于常规混凝土。为检验该公式的可靠度水平,该文基于试验结果和公开文献中的相关数据,得到了UHPC抗拉强度及抗扭承载力模型不定性统计参数。在综合考虑荷载组合、箍筋配筋率、UHPC抗拉强度和钢筋强度等关键参数的基础上,运用Monte Carlo方法对3240种组合下UHPC梁抗扭承载力状态进行了可靠度分析,考查了各关键参数对可靠指标的影响并进行了敏感性分析。结果表明:按现行UHPC规范计算配筋UHPC梁抗扭承载力,其可靠度水平满足要求且可靠指标远高于目标指标;UHPC抗拉强度等级越高且材料分项系数取值越大,配筋率对可靠指标的影响越显著;其抗拉强度对可靠指标影响较显著,钢筋强度对可靠指标的影响可忽略。为充分利用UHPC抗拉强度,基于敏感性分析结果,结合目标可靠指标,校准了不同等级UHPC抗拉强度材料分项系数(强度等级UT05、UT07和UT10的材料分项系数分别为1.25、1.17和1.11)。最后,给出了不同等级抗拉强度建议设计值,可分别取3.45MPa、5.67MPa和9.01MPa。

摘要：为研究3D打印混凝土圆管可连续打印高度随打印路径等参数变化的规律,开展了打印条带质量测试研究,确定了合适的混凝土材料配合比及打印速度;通过无侧限单轴抗压试验和直接剪切试验,研究了早龄期3D打印混凝土本构模型;设计了起始点沿周向逐层等角度移动时圆管的4种打印方案,完成了圆管连续打印高度的试验研究;采用生死单元法对打印过程中圆管的受力进行了有限元模拟。结果表明:建立的基于摩尔库伦屈服准则的早龄期3D打印混凝土本构模型与试验数据吻合较好;采用120°等角度移动方案的圆管可连续打印层数最多,为24层,较起始点不移动的方案提高了50%;提出的考虑每层条带结合处薄弱特性的有限元建模方法较为准确,模拟得到的圆管变形、失效模式等结果与试验结果吻合较好,可连续打印层数的模拟相对误差在10%以内。

摘要：由于传统张弦梁结构冗余度较低,下弦预拉索遭受意外作用断裂时易导致结构发生连续倒塌。通过改进传统张弦梁撑杆、下弦等杆件构型与连接形式,提出一种新型张弦梁结构。基于ANSYS/LS-DYNA程序平台,采用考虑初始状态的等效荷载瞬时卸载法,对具有不同撑杆交叉角度和交叉撑杆组数量的多个新型张弦梁结构模型进行抗连续倒塌分析。结果表明:合理设计后,任一段下弦失效时,交叉撑杆将代替失效处下弦为结构提供备用传力路径,新型张弦梁结构不会发生连续倒塌,但会导致下部撑杆内力骤增,下部撑杆设计需预留较大承载余量;撑杆交叉节点越靠近下弦,剩余结构空腹桁架作用越明显,承载能力越好;交叉撑杆组数越多,结构冗余度越高,新型张弦梁结构抗连续倒塌性能越优。

摘要：以国内某在建双塔双索面混合梁斜拉桥为工程背景,针对首次提出并使用的8mm平钢板+15cm UHPC层+PBL剪力键的平钢板-UHPC组合桥面板,进行三块足尺组合桥面板负弯矩疲劳荷载试验及其研究。试验过程中,每间隔一定疲劳加载次数停机进行静载测试,采集静载作用下试件的裂缝宽度、跨中挠度、UHPC表面应变、钢底板应变、受拉钢筋应变等。试验结果表明:①UHPC受拉区纵筋配筋率1.58%的钢UHPC组合桥面板在荷载比0.25、循环最大荷载为静开裂荷载0.8倍的荷载作用下,以裂纹宽度0.10mm为寿命标准,其疲劳寿命超过4000万次或无限长;而纵筋配筋率0.89%者,其疲劳寿命仅908万次;②UHPC受拉区纵筋配筋率1.58%的钢-UHPC组合桥面板刚度随循环次数增加缓慢下降,经循环加载4000万次,仅下降17.2%;而配筋率为0.89%者的刚度,在循环加载908万次时,突然大幅度下降,共下降了51.6%;③平钢板-UHPC组合桥面板抗负弯疲劳性能及剩余承载力衰减基本由UHPC抗拉层的疲劳衰减(疲劳损伤)所致;受拉区纵筋配筋率越大,越能减轻UHPC抗拉层的疲劳衰减,当超过一定值后,可使得UHPC抗拉层在某种循环荷载下几乎不衰减;④平钢板-UHPC组合桥面板的疲劳设计应不再是强度控制,而是耐久性控制。

摘要：为提高密配筋STC−钢组合桥面板的经济性及施工的便捷性,研究了STC层钢筋间距对STC−钢组合桥面板弯拉静力性能的影响,提出轻量化STC−钢组合桥面板。以佛山某大桥为工程背景,设计制作了一片含两段不同配筋率的STC−钢组合桥面板条带模型。通过静力破坏试验,研究了组合桥面结构在负弯矩作用下STC铺装层的受力性能。研究结果表明:钢筋直径为10 mm,间距为80 mm的轻量化STC−钢组合桥面板,STC层的名义弯拉开裂强度达到24.66 MPa,满足实际工程设计荷载作用下的强度要求;组合桥面STC层的名义弯拉强度随着截面配筋率增大而提高,当截面配筋率提高1倍时,弯拉开裂强度可提高47.11%~50.61%;根据荷载−挠度曲线,轻量化STC−钢组合桥面板的受力过程可分为线弹性阶段、裂纹发展阶段、屈服阶段和破坏阶段;不同配筋率的STC层对正交异性钢桥面板刚度补强效果一致,在达到极限承载力之前,组合桥面板中两侧刚度相差不大,在满足实际工程需求的同时适当增大STC层钢筋间距,可方便施工、降低造价成本。