摘要:为研究某超千米混合式组合梁斜拉桥超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete， UHPC）桥面板的静力抗弯力学性能，本文设计制备了抗压强度大于160 MPa.弹性模量大于45 GPa的UHPC材料，并开展了两片足尺UHPC桥面板静载抗弯试验，桥面板长宽高为3.8 m×1.0 m×0.17 m.通过分析UHPC桥面板抗弯受力状态和破坏机理，提出了UHPC桥面板受力计算图式，建立了UHPC桥面板的开裂弯矩和考虑UHPC受拉软化段应力下降的承载力计算公式.结果表明：UHPC桥面板具有优异的抗弯力学性能，开裂弯矩均值达到77.4 kN·m，受拉纵筋屈服时的弯矩均值为237.1 kN·m，板件破坏模式以底部受拉纵筋屈服为主要特征；理论公式计算值与试验值吻合较好.研究工作为UHPC桥面板在千米级斜拉桥主梁中的应用提供了理论分析和试验依据.

摘要:为解决大跨径钢桥正交异性钢桥面板普遍存在的疲劳开裂且维修困难等问题，提出了一种疲劳裂缝可免修复的UHPC加固新结构. 以一座在役大跨径悬索桥为研究对象，介绍了新结构的应用背景，并对大桥原沥青铺装、裸钢桥面、钢-UHPC轻型组合结构三种桥面状态分别开展了现场试验. 基于试验结果，系统揭示了钢桥面4类典型疲劳细节的受力特性，包括应力分布规律和加固后的应力降幅，同时，对实桥建立了局部梁段有限元模型，模拟试验中的所有加载工况并进行了对比分析，发现计算得到的应力响应面与试验结果基本一致，最大误差约为10%. 研究结果表明：对于每类疲劳细节，其在纯钢桥面和原沥青铺装两种状态下的应力基本无差异，表明原沥青铺装劣化严重，无法改善钢桥面的疲劳受力状态；而对比铺设UHPC前、后，钢面板上的疲劳细节应力降幅达41%~85%，其中，钢面板-U肋焊缝细节应力降幅为85%，顶部过焊孔处细节应力降幅为44%，而横隔板与U肋交叉部位细节应力降幅为41%，表明UHPC加固薄层有效提高了钢桥面的局部抗弯刚度，从而降低了车辆荷载作用下钢桥面的应力水平. 此外，得到了钢桥面上不同疲劳细节的应力响应线，结果表明，各疲劳细节的应力响应因测点位置不同而存在一定差异. 顶部过焊孔处细节横桥向压应力响应范围较小，而拉应力响应范围较大；面板及顶部过焊孔处细节的纵向应力响应线较短，而U肋-横隔板连接处细节的应力在3道横隔板或横肋范围内仍保持较高水平.

摘要:为研究UHPC矮肋桥面板的抗弯性能并验证其在多跨大跨连续梁中的适用性，以滨州黄河大桥为背景，提出两种UHPC矮肋板方案（平均板厚分别为16.4 cm和14.3 cm）.首先建立实桥有限元模型，得到实际荷载作用下桥面板UHPC应力和栓钉剪力.接着，进行足尺抗弯试验，获得矮肋板从加载至破坏的过程中裂缝萌生与发展特征、荷载-位移曲线和应变分布规律等.试验表明，底部钢板的设置可以有效限制UHPC裂缝的发展，在钢板屈服前裂缝宽度呈线性发展；两种方案开裂应力分别为16.8 MPa和15.6 MPa，经过实桥有限元计算得到两种桥面板方案的纵向受力安全系数分别为2.2和1.5；钢板屈服后主裂缝迅速出现，最终桥面板纵肋受拉裂缝快速发展，顶面出现受压裂缝，认为试件破坏；然后，考虑UHPC材料受拉贡献，结合UHPC规范对结构抗弯承载能力进行验算，结果表明，当采用截面非线性方法并使用材料实际性能参数时，可以预测UHPC矮肋板的极限弯矩，计算值和试验值的比值分别为0.95和1.01.最终，对结构关键设计参数进行分析，结果表明，UHPC抗拉强度对极限弯矩的影响较小，增加钢板厚度是提高其极限弯矩的有效途径，窄而高的纵向加劲肋具有更高的受力效率.

摘要:为明确FRP桥面板与钢梁之间胶接连接的力学性能，针对不同拉剪组合荷载下胶接连接的力学性能进行了系列试验研究，包括极限破坏荷载、破坏模式、刚度以及强度破坏准则. 针对胶接连接的受力特点，通过特制的圆盘加载试验装置，实现了6种不同比例的拉伸和剪切荷载组合 . 结果表明，在纯剪切荷载下，胶接连接在靠近钢梁位置的胶黏层内发生破坏 .在拉伸荷载和四种拉剪组合荷载下，节点的破坏模式为FRP层间破坏与FRP夹心板和胶黏层之间界面破坏的组合 . 荷载-位移曲线表明，胶黏层内胶体材料分布具有不均匀性，在试验过程中引起了胶接连接的偏心受力及应力重分布 . 根据矢量分离后的拉应力和剪应力，得到胶接连接的拉剪强度破坏准则.

摘要:针对预制拼装桥面板接缝处受力复杂、易开裂等问题，提出了一种新型超高性能混凝土（Ultra-high Performance Concrete， UHPC）燕尾榫接缝.通过负弯矩作用下荷载模型试验，研究了不同接缝材料和预应力水平对UHPC湿接缝桥面板极限承载力、破坏形式及裂缝分布等的影响规律.基于试验验证的数值仿真模型，对比分析了不同接缝位置、接缝形式、纵筋率、材料强度及板件厚度等参数对湿接缝受弯性能的影响.研究结果表明：预应力由0 MPa提高到5 MPa，板件开裂应力和极限承载力分别提升40.0%和5.5%；燕尾榫接缝较直角榫接缝与平接缝的开裂应力分别提高7.5%和16.0%，承载力分别提高5.4%和16.0%.燕尾榫接缝整体性好，改变接缝位置对湿接缝受弯性能影响较小；板件开裂应力和极限承载力随材料强度增大而提高，材料强度超过120 MPa时增幅减小；UHPC接缝初裂刚度约为初始刚度的90%，剩余刚度约为初始刚度的25%；初裂后，结构刚度迅速下降，纵筋屈服后，结构刚度退化速度明显减缓，最终刚度保持在剩余刚度；提出了用极限荷载对应位移与开裂荷载对应位移之比为表达形式的UHPC湿接缝桥面板裂后延性系数，本文板件裂后延性系数为10.0~20.0，表明UHPC湿接缝桥面板具有较好的裂后变形能力.

摘要:为探明栓钉间距对钢-UHPC轻型组合桥面结构受力性能的影响规律，完成了3个钢-UHPC组合梁试件变幅疲劳试验，主要试验变量为栓钉间距（100 mm、150 mm、300 mm）.在疲劳试验中，重点考察了栓钉间距对轻型组合桥面结构疲劳性能的影响，并关注了栓钉焊趾处钢面板受拉-短栓钉受剪耦合作用下的疲劳性能；而在疲劳后的剩余承载力试验中，探明了栓钉间距对疲劳后UHPC裂缝发展规律及抗弯承载力的影响.疲劳试验结果表明，当栓钉间距为300 mm时，单位荷载下的钢-UHPC界面滑移明显高于其他两个试件，但在疲劳加载过程中，界面滑移增长并不明显；对于U肋受压区底板应变，当栓钉间距为100 mm和150 mm时，整个疲劳试验过程无明显变化，而当栓钉间距为300 mm时，应变呈现微小的增大趋势；为分析试件中栓钉根部的钢面板拉-剪耦合疲劳受力状态，基于《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》（JTG/T D64-01—2015）中的计算方法进行了分析，结果表明，该方法能够获得偏保守的计算结果.此外，疲劳后的剩余承载力试验表明，栓钉间距越小，试件的塑性变形能力越强，截面的抗弯承载力相应提高.分别按弹塑性理论和塑性理论计算了试件的剩余承载力，发现试件虽然经历了疲劳加载，但测承载力仍大于计算承载力，且基于塑性理论的计算结果更接近实测结果.

摘要:为了研究钢桥面顶板与U肋焊缝处多疲劳裂纹间的耦合扩展效应，结合线弹性断裂力学理论与ABAQUS-FRANC3D交互技术，建立了钢桥面顶板-U肋焊缝处共线双疲劳裂纹的数值分析模型，对比分析了单裂纹和共线双裂纹的裂尖应力强度因子，揭示了裂纹间距、干扰裂纹尺寸对基础裂纹扩展特性的影响规律，并通过足尺节段试验对理论模拟进行了验证. 分析结果表明：共线裂纹相较于单裂纹的应力强化效应不可忽略，而相同尺寸双裂纹代表了多裂纹扩展的最不利情况，且当共线长裂纹的间距与裂纹长度比值s/c小于0.5时，裂纹交互影响因子及其扩展速率受耦合效应影响显著.

摘要:钢-UHPC轻型组合桥面板是一种由正交异性桥面与密集配筋的UHPC薄层通过剪力钉连接而成的新型桥面结构.为研究UHPC层对钢-UHPC轻型组合桥面结构性能的影响，以枫溪大桥为工程背景，研究正交异性钢桥面常见疲劳细节在铺设UHPC层前、后的应力幅变化.首先通过整体有限元模型确定测点位置以及加载范围，然后根据加载方案分别在铺设UHPC层前后采用三轴加载车进行低速加载试验，同时采集并整理正交异性钢桥面常见疲劳细节应力响应试验数据，最后建立了节段有限元模型并与实测结果进行对比分析.试验结果表明：铺设UHPC层后，常见疲劳细节应力响应均有明显降低，其中面板上的细节（纵肋-面板焊缝、面板对接焊缝、面板-横隔板-纵肋交叉焊缝面板位置）应力幅降幅比例最大，高达75%~90%；其次为纵肋上疲劳细节（纵肋底部对接焊缝、纵肋-横隔板焊缝焊缝端部位置、面板-横隔板-纵肋交叉焊缝纵肋位置）应力降幅约为65%~80%；最后为横隔板上疲劳细节（横隔板弧形切口、横隔板弧形切口起点位置、面板-横隔板-纵肋交叉焊缝横隔板位置）应力降幅约为20%~50%.同时，随疲劳细节与顶面距离的减小，UHPC层对细节应力降幅的贡献明显增大.有限元模型结果与实测结果吻合较好，也得出了相似的规律.本文实测结果为推广钢-UHPC轻型组合桥面的应用提供了最直接的数据参考.

摘要:针对正交异性钢板-超薄超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete, UHPC)(厚度为35 mmUHPC板+20 mm磨耗层)组合桥面板中，UHPC层过薄而无法采用常规抗剪连接件形式的问题，提出一种新型钢筋网局部焊接抗剪连接件.通过推出试验测得了焊接抗剪件的荷载-滑移关系曲线和抗剪承载力，以某长江大桥为背景，对焊接抗剪件的布置方式进行了研究.试验结果表明：焊接抗剪件的推出试验破坏过程属于脆性破坏，破坏前界面相对滑移较小，焊缝长度为50 mm的焊接抗剪件极限抗剪承载力为119 kN.与栓钉相比，相同荷载比值下采用焊接抗剪件的界面相对滑移小，焊接抗剪件的抗剪刚度大于栓钉.计算结果表明：钢-超薄UHPC组合桥面板在布置抗剪件时，需关注UHPC层底部受力.加大抗剪连接件布置密度可减小UHPC层底部横、纵桥向拉应力，降幅可达36.3%.

摘要:为了研究波形钢腹板箱梁的桥面板有效分布宽度，制作了一片模型试验梁，对其进行了静载非破坏性试验，研究了此种结构桥面板的有效分布宽度变化规律.结合现行公路桥规值和有限元结果，在3种有效分布宽度计算值比较的基础上对现行公路桥规值进行修正，得到了不同工况下的有效分布宽度修正系数.结果表明：按现行公路桥规计算的有效分布宽度值相比试验值、有限元结果略小，应对桥规值乘以大于1.0的修正系数，使之适用于波形钢腹板箱梁的有效分布宽度计算.