超高性能混凝土铺层提升钢桥面板疲劳性能试验研究

作者：程斌; 田亮^*; 孙斌; 徐晨

来源：同济大学学报(自然科学版), 2021, 49(08): 1097-1106.

DOI：10.11908/j.issn.0253-374x.21164

• 正交异性钢桥面板
• 疲劳性能
• 超高性能混凝土(UHPC)
• 热点应力
• 疲劳寿命
• 裂纹扩展

为明确超高性能混凝土(UHPC)铺层对钢桥面板疲劳性能的定量提升效果,考虑单轮和双轮两种加载模式,对正交异性钢桥面板典型的U肋-盖板-横隔板焊接节点在UHPC铺装前后的疲劳性能开展试验研究。首先基于静载试验得到焊接节点关键区域的热点应力分布,随后开展高周常幅疲劳试验,得到节点试件的疲劳裂纹萌生及扩展过程、疲劳破坏模式、刚度退化以及疲劳寿命等关键性能指标。结果表明:同等荷载作用下,钢-UHPC组合节点焊趾处热点应力值显著降低,最大降幅达58%;与无UHPC铺层节点相比,钢-UHPC组合节点的疲劳裂纹数量减少,裂纹扩展速率和刚度退化速度得到了有效抑制,特征疲劳寿命也得到了大幅提高。国际焊接协会疲劳设计指南中的FAT 90、FAT100级S-N(应力幅-疲劳寿命)曲线可适用于UHPC铺装前后钢桥面板的疲劳寿命评估。

• 单位
  同济大学; 天津城建大学; 上海交通大学; 建筑工程学院; 土木工程学院