轻型组合桥面UHPC-薄面层层间非线性分析

作者：李嘉; 刘凯; 王洋

来源：长安大学学报(自然科学版), 2021, 41(04): 56-64.

DOI：10.19721/j.cnki.1671-8879.2021.04.006

• 桥梁工程
• 组合桥面
• 超高性能混凝土
• 非线性
• 有限元
• 层间应力

为研究轻型组合桥面进入非线性受力阶段后,超高性能混凝土(UHPC)-薄面层层间力学响应,以组合板试验为原型,采用ABAQUS软件建立钢-UHPC-薄面层的有限元模型。在已验证模型的基础上,开展组合板受弯全过程分析,将实桥设计车辆轴载通过UHPC层顶最大名义拉应力等效转化为组合板荷载,重点关注等效荷载下UHPC-薄面层层间应力分布特征,通过与实测层间滑移对比得到推荐的层间接触系数,分别考虑低温与高温状况、复合等效水平与竖向荷载计算值,以得到与实际桥面受力更接近的应力计算值,在此基础上对比线性模型与非线性模型计算结果的差异,并与实测层间抗剪强度进行对比以验证其安全性。研究结果表明:仿真计算得到的跨中荷载-位移曲线与试验结果吻合良好;弹性极限荷载和等效荷载分别为极限荷载的19.8%和28.5%,在等效荷载作用下组合板受力进入非线性;随摩擦因数增大,面层层底和UHPC层顶横向剪应力都随之增加,UHPC-聚合物混凝土超薄磨耗层(TPO)层间摩擦因数取4.0时更接近真实状态;非完全连续模型在常温下层间剪应力、拉拔力分别较完全连续模型计算值低20.3%和37.4%,在高温下低13.6%和31.6%;线性桥梁节段模型剪应力计算值较非线性模型在常温下高5.0%,在高温下低4.0%,两者差别不大,可满足工程精度要求,且都低于实测抗剪强度值。建议实际工程设计采用线性完全连续模型计算薄面层与UHPC层层间应力。

• 出版日期2021
• 单位土木工程学院; 湖南大学; 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司