长寿命UHPFRC组合钢桥面板研究综述

作     者：段兰 袁翊竑 王春生 BRÜHWILER Eugen DUAN Lan;YUAN Yi-hong;WANG Chun-sheng;BRÜHWILER Eugen

作者机构：长安大学公路学院陕西西安710064 瑞士洛桑联邦理工学院结构维护与安全实验室沃州洛桑CH-1015 

出 版 物：《交通运输工程学报》 (Journal of Traffic and Transportation Engineering)

年 卷 期：2024年第24卷第1期

页      面：68-84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(52078044) 陕西省创新能力支撑计划项目(2019TD-022) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(300102219309) 

主　　题：桥梁工程 长寿命 UHPFRC组合钢桥面板 冷连接件 组合界面 设计准则 免蒸养 

摘      要：从三方面归纳与剖析了超高性能纤维增强水泥基(UHPFRC)复合材料组合钢桥面板的研究进展,包括强韧性组合层选材、界面传力机制与损伤累积机理、设计方法与工程应用;总结了纤维类型、纤维掺量对UHPFRC轴拉性能和抗弯性能的影响规律,确定了支撑组合钢桥面板结构分析的多种本构模型;对比分析了热连接、冷连接和混合连接组合界面设计方式的技术特点,归纳了胶粘界面、冷连接剪力键界面与混合连接界面的传力机理试验与理论研究成果;总结了基于冷连接设计理念的组合钢桥面板在合理构造、设计方法、规范规程与工程实践等方面的研究成果,并探讨了长寿命组合钢桥面板的创新与发展方向。研究结果表明:单一或混杂纤维的掺入综合提升了UHPFRC的应变强化能力、弯曲变形能力、抗断裂能力、裂缝宽度控制能力和抗疲劳性能,轴拉条件下UHPFRC三线型简化本构模型有力支撑了组合钢桥面板的设计计算,弹塑性损伤本构模型可描述不可逆疲劳损伤累积;验证了冷连接组合界面的增韧效果与可靠性,新型剪力键既可以提高组合效应,也能增韧UHPFRC层,混合连接界面具有降低界面局部应力集中、提高整体界面抗剪刚度、改善界面传力、提升施工效率等综合技术优势,内聚界面本构模型可实现冷连接界面损伤累积反演分析,界面损伤预测结果准确可靠;基于冷连接的UHPFRC组合钢桥面板可以有效提高钢桥面板的局部刚度,相关设计方法可支撑标准的编制与工程实践;应进一步提升UHPFRC的性价比和界面连接的高效性和可靠性,以支撑组合钢桥面板的长寿命、强韧性、轻量化、易维护、低能耗设计与建造。