钢-UHTCC组合桥面板焊接细节应力幅数值分析

作     者：徐召 王国仲 李庆华 童精中 徐世烺 XU Zhao;WANG Guo-zhong;LI Qing-hua;TONG Jing-zhong;XU Shi-lang

作者机构：山东省交通规划设计院集团有限公司山东济南250031 浙江大学高性能结构研究所浙江杭州310058 

出 版 物：《公路交通科技》 (Journal of Highway and Transportation Research and Development)

年 卷 期：2023年第40卷第7期

页      面：86-93页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51978607) 

主　　题：桥梁工程 应力幅 数值分析 组合桥面板 焊接细节 有限元模型 

摘      要：为研究钢-超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)组合桥面板的疲劳性能,开展了肋-顶板、横隔-顶板和栓钉-顶板焊接细节的应力幅数值分析。采用有限元软件Abaqus建立了钢-UHTCC组合桥面板精细化有限元模型,计算了疲劳车荷载作用下焊接细节部位的应力幅。定量分析了3个关键设计参数对应力幅的影响,包括UHTCC层的厚度、剪力钉的布置密度和纵向板肋的数量。结果表明:增加UHTCC层厚度对肋-顶板焊接细节应力幅降低效果最明显,在疲劳单车荷载作用于其中1跨的跨中时,UHTCC层厚度从0 mm增加到40 mm,肋-顶板和横隔-顶板焊接细节应力幅分别降低61.3%和33.2%;当疲劳单车荷载作用于跨中支座处时,提高纵向板肋数量对栓钉-顶板和肋-顶板焊接细节应力幅的影响相对较大,当纵向板肋个数从3增加到5时,栓钉-顶板和肋-顶板焊接细节应力幅分别降低70.9%和45.7%;当疲劳单车荷载作用于其中1跨的跨中时,提高栓钉布置密度和增加板肋数量分别对栓钉-顶板和肋-顶板焊接细节应力幅降低效果最明显,当栓钉布置密度从5个/m2提高到25个/m2时,栓钉-顶板和肋-顶板焊接细节应力幅分别降低74.2%和35.5%;当纵向板肋个数从3增加到5时,肋-顶板和横隔-顶板焊接细节应力幅分别降低49.5%和35.8%。