正交异性轻型组合桥面新体系

目录第4 章虎门大桥正交异性钢桥面板疲劳问题研究 (2)4.1 绪论 (2)4.1.1 正交异性钢桥面板的发展概况 (2)4.1.2 正交异性钢桥面板的疲劳细节 (9)4.2 虎门大桥疲劳裂纹现状及成因 (18)4.2.1 虎门大桥疲劳裂纹现状 (18)4.2.2 虎门大桥疲劳裂纹的成因分析 (22)4.3 正交异性钢桥面板局部应力分析 (28)4.3.1 有限元分析模型 (28)4.3.2 单轮荷载作用下桥面板应力分布 (30)4.3.3 跨中加载时横隔板处应力分析 (33)4.3.4 轮压荷载接触面积的影响分析 (33)4.3.5 双轴作用下桥面板应力分布 (34)4.3.6 结论 (35)4.4 正交异性钢桥面疲劳裂纹加固方法研究 (36)4.4.1 桥面疲劳裂缝的位置和形式 (36)4.4.2桥面疲劳裂纹加固的方法 (37)4.4.3实际加固案例 (39)4.4.4结论 (43)4.5 正交异性钢桥面板构造细节疲劳强度的研究 (44)4.5.1 概述 (44)4.5.2 焊接连接的疲劳评估 (45)5.5.3 欧洲规范3有关疲劳强度规定 (47)4.5.4 肋板与桥面板的焊接连接的疲劳试验研究 (52)4.5.5 肋板与桥面板的焊接连接的试验数据统计分析 (61)4.5.6 结论 (65)4.6 小结 (65)参考文献 (66)第 4 章虎门大桥正交异性钢桥面板疲劳问题研究4.1 绪论4.1.1 正交异性钢桥面板的发展概况由于二战以后，德国钢材短缺，为节省材料，德国工程师建桥时采用了正交异性钢桥面板。

早在1934年，Leonhardt教授就对此类桥面板进行了试验，并开发了相关的计算分析方法。

正交异性钢桥面板采用钢板下设纵横肋，上设铺装层作为桥面，纵肋有开口和闭口两种形式，如图4.1-1所示。

正交异性钢桥面板在现代钢桥中被广泛应用。

图4.1-1 正交异性钢桥面板示意1) 正交异性钢桥面板的优点：正交异性钢桥面板具有：(1) 自重轻，（2）可作为主梁的一部分参与共同受力；(3) 极限承载力大；（3）适用范围广等优点。

河南建材201812021年第4期[6]WANG J,TSE N C F,CHAN J Y C.Wi-Fi based occu-pancy detection in a complex indoor space under discon-tinuous wireless communication:A robust filtering based on event-triggered updating.Building and Environment,2019,151:228-239.[7]TARZIA S P,DICK R P,DINDA P A,et al.Sonar-basedmeasurement of user presence and attention[C]∥Proceed-ings of International Conference on UbiquitousComputing.Florida,2009:89-92.[8]CHEN Z,ZHU Q,MASOOD M,et al.EnvironmentalSensors based Occupancy Estimation in Buildings via IH-MM-MLR.2017,17(5):13-21.[9]CANDANEDO L M,FELDHEIM V.Accurate occupancydetection of an office room from light,temperature,humidity and CO2measurements using statistical learning models.En-ergy and Buildings,2016,112:28-39.[10]KLEIMINGER W,BECKEL C,SATTKE T,et al.Occu-pancy etection from electricty consumtion data[C]∥Pro-ceedings of the5th ACM Workshop on Embedded Systems for Energy-Efficient Buildings.Italy,ACM,2013:1-8.浅谈正交异性钢桥面板的发展王玉娇1韩阿慧21甘肃省公路航空旅游投资集团有限公司（730030）2西安长安大学工程设计研究院有限公司（710061）摘要:正交异性钢桥面板在国内外大中跨度的现代钢桥中已得到广泛应用。

专利名称：一种正交异性钢桥面板结构专利类型：发明专利
发明人：朋茜,狄谨,周绪红,秦凤江
申请号：CN201710293501.7
申请日：20170428
公开号：CN107938510A
公开日：
20180420
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：发明提供一种正交异性钢桥面板结构。

该面板结构包括顶板、L形纵肋和底板。

L形纵肋与底板组成栓焊开合式纵肋，采用双面焊接方式与顶板连接，可以有效避免单侧部分熔透焊中未熔合部分自身形成的天然初始裂纹，改善桥面板在使用过程中由于应力集中容易产生疲劳裂纹的问题。

开合式纵肋综合开口肋和闭口肋的优点，不仅容易施焊，抗疲劳性能好，抗弯、抗扭刚度大，而且便于维修加固，在钢结构与组合结构桥梁工程领域中具有广阔的应用前景。

申请人：重庆大学
地址：400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号
国籍：CN
代理机构：重庆大学专利中心
代理人：王翔
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正交异性桥面板设计参数和构造细节的疲劳研究进展1 背景第二次世界大战后，一方面大量被战争毁坏的桥梁急需修复，另一方面建筑材料非常短缺。

在此情况下，欧洲的工程师们开始尝试采用一种新型的桥面结构形式――正交异性钢桥面板。

它由面板、纵肋和横肋组成，三者互相垂直，通过焊缝连接成一体共同工作。

它以自重轻、极限承载力大、施工周期短等优点，成为世界上大、中跨度现代钢桥通常采用的桥面结构形式。

从20世纪50年代德国最先使用这种桥面板至今，欧洲已有1000多座各种形式的正交异性钢桥面板桥梁，日本有将近250座正交异性钢桥面板桥梁，北美有100余座正交异性钢桥面板桥梁[1]。

我国正交异性钢桥面板我国正交异性钢桥面板的研究和应用起步较晚，直到20世纪70年代初，才建成第一座钢桥面板桥――潼关黄河铁路桥。

改革开放以来，国内正交异性钢桥面板桥呈现出迅猛发展势头。

迄今为止，我国已建造的采用正交异性钢桥面板的桥梁有30余座。

正在建造的采用正交异性钢桥面板的铁路钢桥有郑州黄河公铁两用桥和京沪高速铁路南京大胜关长江大桥等。

正交异性钢桥面板有其独特的优点，但同时钢桥面板疲劳开裂的事例也在许多国家的钢桥中出现。

最早报道的是英国Seven桥，该桥1966年建成通车后，分别于1971年和1977年发现了3种焊接细节的疲劳裂纹。

德国的Haseltal和Sinntal桥投入使用后不久，钢桥面板也都出现了疲劳裂纹。

此外，法国、日本、美国、荷兰等国也都发现了钢桥面板疲劳开裂事例。

钢桥面板在我国使用的时间虽然不长，但是已经在某些桥中发现了钢桥面板疲劳开裂的现象。

这些疲劳裂纹严重影响了桥梁的使用寿命，因此，对正交异性桥面板疲劳问题的研究是目前桥梁建设中的关键和热点，各国学者在此领域取得了一系列研究成果。

国内在20世纪80年代初，铁道科学研究院等相关单位以西江大桥为研究背景，对公路正交异性钢桥面板参与主桁共同工作时的结构特性进行了较为全面的分析及试验研究[2]。

浅谈超高韧性混凝土（STC）在正交异性钢桥面轻型组合结构中的施工及应用潘兴蟠发布时间：2021-08-20T06:51:55.937Z 来源：《建筑学研究前沿》2021年11期作者：潘兴蟠[导读] 与传统的正交异性钢桥面板相比，由正交异性钢桥面与超高韧性混凝土（STC）结合而成的轻型组合桥面具有局部刚度大，耐久性能好等优点，能够综合解决传统正交异性钢桥面板易疲劳开裂，使用寿命短，需频繁维护等典型病害问题。

本文将结合STC在桥梁工程中的应用实例展开阐述，对STC在正交异性钢桥面中的施工及应用进行探讨。

潘兴蟠深圳市路桥建设集团有限公司广东深圳 518000摘要：与传统的正交异性钢桥面板相比，由正交异性钢桥面与超高韧性混凝土（STC）结合而成的轻型组合桥面具有局部刚度大，耐久性能好等优点，能够综合解决传统正交异性钢桥面板易疲劳开裂，使用寿命短，需频繁维护等典型病害问题。

本文将结合STC在桥梁工程中的应用实例展开阐述，对STC在正交异性钢桥面中的施工及应用进行探讨。

关键词：正交异性钢桥面；超高韧性混凝土（STC）1、工程简介福田保税区新洲路南延（桂花路西延连接新洲路）工程位于深圳市福田保税区西北角，起点位于新洲路-福荣路交叉口，终点位于桂花路-福田隧道交叉口。

道路等级为城市次干道，双向四车道，设计车速30km/h。

红线宽度为28m，全长约为293m。

图2.3机动车道铺装构造图3、超高韧性混凝土（STC）组成STC的组成部分包括水泥、粉煤灰、石英砂、石英粉、钢纤维、减水剂和水。

水泥宜采用42.5级以上硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

粉煤灰宜采用一级粉煤灰、S95等级以上的粒化高炉矿渣粉。

石英砂和石英粉的氯离子含量、硫化物及硫酸盐含量、云母含量检验应符合现行行业标准JGJ52《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》的规定。

钢纤维采用镀铜高强度纤维。

减水剂采用高性能减水剂，减水率宜大于30%。

4、超高韧性混凝土（STC）搅拌区设置在新洲路靠近主桥方向的引道上设置STC拌合区，配置3台0.5m3型STC专用搅拌机。

一种新型SCS钢-混组合桥面系力学性能分析王达;陈春苗;刘扬【摘要】为应对既有正交异性桥面系在工程应用中出现的诸多病害,结合钢箱梁的构造特点,提出了一种新型钢板夹心混凝土( SCS)钢—混组合桥面系,为明确该新型SCS钢—混组合桥面系的力学特性,基于等效刚度法、结合大型通用有限元程序Ansys,分别建立了新型SCS钢—混组合桥面系与传统正交异性钢桥面系的节段力学模型,并对两个节段力学模型的受力特性进行了对比分析研究。

结果发现,在汽车车轮集中荷载作用下,新型SCS钢—混组合桥面系的局部抗弯刚度明显优于传统正交异性钢桥面系,桥面系纵横向刚度比值更趋于接近1.0,结构受力变得更加均衡,局部未出现过大变形,改变了传统钢桥面系的正交异性特征,改善了桥面系结构的受力,表明该新型SCS钢—混组合桥面系具有良好的力学性能。

%In response to many diseases associated with the deck of existing orthotropic steel bridge, combined with the structural characteristics of steel box girder, a new steel-concrete-steel ( SCS ) composite bridge deck system was proposed. To reveal the mechanical properties of the systems, based on the equivalent stiffness method, the general finite element program ANSYS was employed to set up segmental mechanical models of the new SCS composite bridge deck and the traditional or-thotropic steel bridge deck respectively. And a comparative analysis on the models was carried out to study the mechanical behaviors. The result shows that, under the concentrated wheel force, the lo-cal bending stiffness of the SCS composite bridge deck system is visibly superior to that of the tradi- <br> tional one, and the longitudinal and transverse stiffness ratio tends to be 1.0, which balances the stress, prevents large local deformation, changes the orthotropic characteristics of the traditional steel bridge deck system, and improves the mechanical performance of bridge deck systems.【期刊名称】《广西大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】8页(P163-170)【关键词】桥梁工程;钢-混组合桥面系;等效刚度法;有限元;抗弯刚度【作者】王达;陈春苗;刘扬【作者单位】长沙理工大学土木与建筑学院，湖南长沙410114; 桥梁工程安全控制省部共建教育部重点实验室，湖南长沙410114;广州珠江黄埔大桥建设有限公司，广东广州 511434;长沙理工大学土木与建筑学院，湖南长沙410114; 桥梁工程安全控制省部共建教育部重点实验室，湖南长沙410114【正文语种】中文【中图分类】U443.320 引言当代社会经济迅猛发展，随之增加的交通负荷使得许多交通基础设施迅速恶化，桥梁作为交通枢纽，其结构安全至关重要，桥面系的病害是诸多桥梁结构共同所面临的严重问题，而这一现象在大跨度悬索桥中尤为突出。

第４６卷，第２期２０２１年４月公路工程ＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ．４６，Ｎｏ．２Ａｐｒ．，２０２１Ｄｏｉ：１０．１９７８２／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７４－０６１０．２０２１．０２．００９［收稿日期］２０２０－１２－２１［基金项目］国家重点研发计划项目（２０１７ＹＦＢ０３０４８０５）；湖南省交通运输科技创新计划项目（２０１７３４）［作者简介］陈　辉（１９８２—），男，山西运城人，高级工程师，主要从事路桥管理与养护工作。

［引文格式］陈　辉，于　力，耍荆荆．正交异性钢桥面板疲劳病害分析及改造措施研究［Ｊ］．公路工程，２０２１，４６（２）：５４－５９．ＣＨＥＮＨ，ＹＵＬ，ＳＨＵＡＪＪ．Ｆａｔｉｇｕｅｄｉｓｅａｓｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｏｒｔｈｏｔｒｏｐｉｃｓｔｅｅｌｂｒｉｄｇｅｄｅｃｋａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｓ［Ｊ］．Ｈｉｇｈ ｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２１，４６（２）：５４－５９．正交异性钢桥面板疲劳病害分析及改造措施研究陈　辉１，于　力１，耍荆荆２（１ 南京长江第二大桥有限责任公司，江苏南京　２１００００　２ 中交公路规划设计院有限公司，北京　１０００８８）［摘　要］正交异性钢桥面板以其自重轻、承载能力大、施工速度快等特点，在全世界范围内大量出现在新桥尤其是大跨度桥梁的建设中。

由于正交异性钢桥面板整体刚度不足、桥梁承载交通量与日激增，在运营过程中因钢构件应力集中出现不同程度的疲劳病害，严重影响了结构疲劳性能。

剖析正交异性钢桥面板疲劳病害发生根本原因，同时结合实桥与足尺模型试验结果，提出桥面结构改造方案。

研究成果可为类似正交异性钢桥面板的疲劳处治提供借鉴。

［关键词］正交异性桥面板；组合桥面板；高性能混凝土；有限元模型；实桥验证［中图分类号］Ｕ４４３ ３３ ［文献标志码］Ａ ［文章编号］１６７４—０６１０（２０２１）０２—００５４—０６ＦａｔｉｇｕｅＤｉｓｅａｓｅＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＯｒｔｈｏｔｒｏｐｉｃＳｔｅｅｌＢｒｉｄｇｅＤｅｃｋａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔＭｅａｓｕｒｅｓＣＨＥＮＨｕｉ１，ＹＵＬｉ１，ＳＨＵＡＪｉｎｇｊｉｎｇ２（１ ＴｈｅｓｅｃｏｎｄＮａｎｊｉｎｇＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＢｒｉｄｇｅ，Ｌｔｄ，Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１００００，Ｃｈｉｎａ；　２ ＣｃｃｃＨｉｇｈｗａｙＣｏｎｓｕｌｔａｎｔｓＣｏ，Ｌｔｄ ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８８，Ｃｈｉｎａ） ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ａｔｔｒｉｂｕｔｅｄｔｏｉｔｓｌｉｇｈｔｓｅｌｆｗｅｉｇｈｔ，ｈｉｇｈｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ，ｒａｐｉｄｅｒｅｃｔｉｎｇｓｐｅｅｄ，ｏｒｔｈｏｔｒｏｐｉｃｓｔｅｅｌｄｅｃｋｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙａｐｐｌｉｅｄｔｏｂｒｉｄｇｅａｌｌａｒｏｕｎｄｔｈｅｗｏｒｌｄ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｔｈｅｌｏｎｇ ｓｐａｎｂｒｉｄｇｅｓ Ｍａｎｙｂｒｉｄｇｅｓｈａｖｅａｐｐｅａｒｅｄｆａｔｉｇｕｅｃｒａｃｋｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｇｒｅｅｗｉｔｈｈｉｇｈｔｒａｆｆｉｃｖｏｌｕｍｅｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｏｒｔｈｏｔｒｏｐｉｃｓｔｅｅｌｄｅｃｋ，ｉｔｈａｓｃａｕｓｅｄｓｅｒｉｏｕｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｉｎｔｈｅａｎｔｉ ｆａｔｉｇｕｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｄｅｆｉｎｉｔｅｌｙｄｉｓｅａｓｅｃａｕｓｅｓａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｓｃｈｅｍｅｓｏｆｄｅｃｋｗｉｔｈｆｕｌｌ ｓｃａｌｅｍｏｄｅｌｔｅｓｔｉｎｇａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｌｂｒｉｄｇｅｔｅｓｔｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ Ｉｔｐｒｏｖｉｄｅｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｂａｓｉｓｆｏｒｆａｔｉｇｕｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｏｒｔｈｏｔｒｏｐｉｃｓｔｅｅｌｄｅｃｋ１［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｏｒｔｈｏｔｒｏｐｉｃｓｔｅｅｌｄｅｃｋ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｂｒｉｄｇｅｄｅｃｋ，ｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｄｅｒｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌ，ｐｒａｃｔｉｃａｌｂｒｉｄｇｅｔｅｓｔ０　引言随着正交异性钢桥面板的大规模使用［１－４］，由于该类桥面板自身的受力特性和交通流量的增多增重，全世界范围内的正交异性钢桥面板均面临着疲劳开裂的问题。