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波形钢-UHPC组合桥面板中栓钉-PBL连接件抗剪性能数值模拟研究
被引量：
4
1
作者
阳霞
何俊杰
+2 位作者
户东阳
肖柏军
王宁波
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期697-708,共12页
针对波形顶板-超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)新型组合桥面板结构,提出在波形钢板波峰处布置短栓钉,波谷处布置开孔板(Perfobond Leiste,PBL),形成栓钉-PBL组合连接件协同抗剪。为探究该组合连接件的抗剪力学性...
针对波形顶板-超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)新型组合桥面板结构,提出在波形钢板波峰处布置短栓钉,波谷处布置开孔板(Perfobond Leiste,PBL),形成栓钉-PBL组合连接件协同抗剪。为探究该组合连接件的抗剪力学性能,建立组合连接件推出试验及梁式试验的有限元模型,并基于现有试验对模型的正确性进行验证。在此基础上,讨论了栓钉直径、PBL孔径、栓钉抗拉强度和UHPC抗压强度等设计参数对组合连接件抗剪性能的影响规律。通过分析组合连接件在推出试验全过程中的剪力分配规律,揭示了波形顶板-UHPC组合结构中栓钉与PBL剪力连接件的协同工作机理及破坏机理,并基于此提出组合连接件的设计理论和抗剪承载力计算方法。研究结果表明:组合连接件受到的剪力由栓钉和PBL共同承担,增加短栓钉直径、PBL孔径和UHPC强度均可有效提高组合连接件抗剪承载力;栓钉与无贯穿钢筋的PBL连接件抗剪承载力相近时,后者在加载初期承担的荷载较大,并会早于栓钉发生破坏;二者抗剪承载力之比在1.5左右时,大致同时进入破坏阶段,组合效果最佳;提出的栓钉-PBL组合连接件抗剪承载力计算公式的计算结果与有限元及试验结果吻合度较高;抗剪连接程度相同时,采用组合连接件的桥面板受力性能最佳,钢板与UHPC层之间的相对滑移和间隙均最小。
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关键词
栓钉-PBL
组合
连接件
数值模拟
推出试验
波形
顶板
-uhpc
组合
桥
面板
抗剪性能
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职称材料
波形顶板-UHPC组合桥面板优化设计
被引量：
19
2
作者
张清华
程震宇
+2 位作者
廖贵星
卜一之
李乔
《西南交通大学学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第4期670-678,共9页
为解决正交异性钢桥面板的疲劳问题,从其根本原因和提高其抗疲劳性能的基本途径出发,提出一种新型波形顶板-UHPC(超高性能混凝土)组合桥面板结构体系.确定影响新型桥面板受力特性的主要参数及其合理取值范围,使用基于BP(back propagati...
为解决正交异性钢桥面板的疲劳问题,从其根本原因和提高其抗疲劳性能的基本途径出发,提出一种新型波形顶板-UHPC(超高性能混凝土)组合桥面板结构体系.确定影响新型桥面板受力特性的主要参数及其合理取值范围,使用基于BP(back propagation)神经网络的优化设计模型对结构进行优化设计,就所优化的结构尺寸进行疲劳性能测试.研究结果表明:该结构能大幅减少桥面板结构中的几何构型不连续部位数量和焊缝数量,显著提高顶板局部刚度;波形钢板高度、顶部和底部水平段宽度是结构受力性能的重要影响参数;基于BP神经网络的优化设计模型适用于该类桥面板结构的优化设计,最大误差为4.4%;新的结构体系具有良好的疲劳性能,疲劳寿命超过200 a,为正交异性钢桥面板的疲劳问题提供了较好的综合解决方案.
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关键词
正交异性钢
桥
面板
波形
顶板
-uhpc
组合
桥
面板
优化设计模型
BP神经网络
疲劳性能
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职称材料
新型钢-UHPC组合桥面板抗弯承载力模型试验与理论分析方法
被引量：
19
3
作者
张清华
程震宇
+2 位作者
邓鹏昊
李明哲
魏川
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第3期47-64,共18页
为综合解决正交异性钢桥面板疲劳开裂和桥面铺装易损两大难题,提出一种由波形顶板、超高性能混凝土(ultra-high-performance concrete,UHPC)结构层和改进螺旋线(modified clothoide,MCL)形组合销所构成的新型波形顶板-UHPC组合桥面结构...
为综合解决正交异性钢桥面板疲劳开裂和桥面铺装易损两大难题,提出一种由波形顶板、超高性能混凝土(ultra-high-performance concrete,UHPC)结构层和改进螺旋线(modified clothoide,MCL)形组合销所构成的新型波形顶板-UHPC组合桥面结构。设计2类共12个足尺模型,对所提出的新型波形组合桥面板在正、负弯矩作用下的抗弯性能开展试验研究。在此基础上,基于材料本构关系和内力平衡方程,建立新型波形组合桥面板的初始开裂弯矩、名义开裂弯矩和抗弯极限承载力的理论分析方法,通过模型试验对理论分析方法的适用性进行验证。结果表明:在正、负弯矩作用下,结构的破坏形式均为弯曲破坏并表现出良好的延性特征;消除钢-UHPC界面摩擦将劣化结构在正、负弯矩作用下的抗弯性能,抗弯极限承载力降低幅值分别为4.3%和4.2%,纵向配筋率是负弯矩作用下结构抗弯性能的另一个关键影响因素,抗弯极限承载力降低幅值为7.6%;所建立的理论分析方法物理含义明确,理论分析结果与试验结果吻合较好,可为新型波形顶板-UHPC组合桥面板的结构设计和抗弯承载能力分析提供理论依据。
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关键词
桥
梁工程
正交异性钢
桥
面板
新型波形顶板-uhpc组合桥面板
模型试验
抗弯性能
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职称材料
题名
波形钢-UHPC组合桥面板中栓钉-PBL连接件抗剪性能数值模拟研究
被引量：
4
1
作者
阳霞
何俊杰
户东阳
肖柏军
王宁波
机构
长江大学城市建设学院
中铁二院昆明勘察设计研究院有限责任公司
中南大学土木工程学院
出处
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期697-708,共12页
基金
湖北省教育厅中青年人才资助项目(Q20211305)
荆州市科技计划项目(2022CC54-01)
湖南省自然科学基金资助项目(2021JJ30840)。
文摘
针对波形顶板-超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)新型组合桥面板结构,提出在波形钢板波峰处布置短栓钉,波谷处布置开孔板(Perfobond Leiste,PBL),形成栓钉-PBL组合连接件协同抗剪。为探究该组合连接件的抗剪力学性能,建立组合连接件推出试验及梁式试验的有限元模型,并基于现有试验对模型的正确性进行验证。在此基础上,讨论了栓钉直径、PBL孔径、栓钉抗拉强度和UHPC抗压强度等设计参数对组合连接件抗剪性能的影响规律。通过分析组合连接件在推出试验全过程中的剪力分配规律,揭示了波形顶板-UHPC组合结构中栓钉与PBL剪力连接件的协同工作机理及破坏机理,并基于此提出组合连接件的设计理论和抗剪承载力计算方法。研究结果表明:组合连接件受到的剪力由栓钉和PBL共同承担,增加短栓钉直径、PBL孔径和UHPC强度均可有效提高组合连接件抗剪承载力;栓钉与无贯穿钢筋的PBL连接件抗剪承载力相近时,后者在加载初期承担的荷载较大,并会早于栓钉发生破坏;二者抗剪承载力之比在1.5左右时,大致同时进入破坏阶段,组合效果最佳;提出的栓钉-PBL组合连接件抗剪承载力计算公式的计算结果与有限元及试验结果吻合度较高;抗剪连接程度相同时,采用组合连接件的桥面板受力性能最佳,钢板与UHPC层之间的相对滑移和间隙均最小。
关键词
栓钉-PBL
组合
连接件
数值模拟
推出试验
波形
顶板
-uhpc
组合
桥
面板
抗剪性能
Keywords
stud-PBL combined shear connector
numerical simulation
push-out test
corrugated steel plate
-uhpc
layer composite deck
shear performance
分类号
U443.32 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
波形顶板-UHPC组合桥面板优化设计
被引量：
19
2
作者
张清华
程震宇
廖贵星
卜一之
李乔
机构
西南交通大学土木工程学院
中铁大桥勘测设计院集团有限公司
出处
《西南交通大学学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第4期670-678,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(51578455
51778533
+3 种基金
51378431
51178394)
"十二五"国家科技支撑计划资助项目(2011BAG07B03)
湖北省交通运输厅科技项目(2017-538-2-4)
文摘
为解决正交异性钢桥面板的疲劳问题,从其根本原因和提高其抗疲劳性能的基本途径出发,提出一种新型波形顶板-UHPC(超高性能混凝土)组合桥面板结构体系.确定影响新型桥面板受力特性的主要参数及其合理取值范围,使用基于BP(back propagation)神经网络的优化设计模型对结构进行优化设计,就所优化的结构尺寸进行疲劳性能测试.研究结果表明:该结构能大幅减少桥面板结构中的几何构型不连续部位数量和焊缝数量,显著提高顶板局部刚度;波形钢板高度、顶部和底部水平段宽度是结构受力性能的重要影响参数;基于BP神经网络的优化设计模型适用于该类桥面板结构的优化设计,最大误差为4.4%;新的结构体系具有良好的疲劳性能,疲劳寿命超过200 a,为正交异性钢桥面板的疲劳问题提供了较好的综合解决方案.
关键词
正交异性钢
桥
面板
波形
顶板
-uhpc
组合
桥
面板
优化设计模型
BP神经网络
疲劳性能
Keywords
orthotropic steel bridge deck
corrugated steel plate
-uhpc
(ultra-high performance concrete)layer composite deck
optimal design model
BP(back propagation)artificial neural network
fatigue performance
分类号
U441.4 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
新型钢-UHPC组合桥面板抗弯承载力模型试验与理论分析方法
被引量：
19
3
作者
张清华
程震宇
邓鹏昊
李明哲
魏川
机构
西南交通大学
出处
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第3期47-64,共18页
基金
国家自然科学基金(51778533,51578455,51878561,51978579)
桥梁结构健康与安全国家重点实验室开放课题(BHSKL19-06-KF)
+1 种基金
广东省重点领域研发计划(2019B111106002)
四川省科技计划(2021YJ0037)。
文摘
为综合解决正交异性钢桥面板疲劳开裂和桥面铺装易损两大难题,提出一种由波形顶板、超高性能混凝土(ultra-high-performance concrete,UHPC)结构层和改进螺旋线(modified clothoide,MCL)形组合销所构成的新型波形顶板-UHPC组合桥面结构。设计2类共12个足尺模型,对所提出的新型波形组合桥面板在正、负弯矩作用下的抗弯性能开展试验研究。在此基础上,基于材料本构关系和内力平衡方程,建立新型波形组合桥面板的初始开裂弯矩、名义开裂弯矩和抗弯极限承载力的理论分析方法,通过模型试验对理论分析方法的适用性进行验证。结果表明:在正、负弯矩作用下,结构的破坏形式均为弯曲破坏并表现出良好的延性特征;消除钢-UHPC界面摩擦将劣化结构在正、负弯矩作用下的抗弯性能,抗弯极限承载力降低幅值分别为4.3%和4.2%,纵向配筋率是负弯矩作用下结构抗弯性能的另一个关键影响因素,抗弯极限承载力降低幅值为7.6%;所建立的理论分析方法物理含义明确,理论分析结果与试验结果吻合较好,可为新型波形顶板-UHPC组合桥面板的结构设计和抗弯承载能力分析提供理论依据。
关键词
桥
梁工程
正交异性钢
桥
面板
新型波形顶板-uhpc组合桥面板
模型试验
抗弯性能
Keywords
bridge engineering
orthotropic steel decks
innovative corrugated steel
-uhpc
composite bridge decks
model tests
flexural behavior
分类号
U443.31 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
波形钢-UHPC组合桥面板中栓钉-PBL连接件抗剪性能数值模拟研究
阳霞
何俊杰
户东阳
肖柏军
王宁波
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
4
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职称材料
2
波形顶板-UHPC组合桥面板优化设计
张清华
程震宇
廖贵星
卜一之
李乔
《西南交通大学学报》
EI
CSCD
北大核心
2018
19
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
新型钢-UHPC组合桥面板抗弯承载力模型试验与理论分析方法
张清华
程震宇
邓鹏昊
李明哲
魏川
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022
19
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职称材料
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