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钢-UHPC轻型组合桥面板中短栓钉的静力及疲劳性能研究
钢-UHPC轻型组合桥面板中短栓钉的静力及疲劳性能研究
摘要：
随着交通运输的发展，大跨度、大荷载的桥梁建设逐渐增多，因此轻型组合桥面板被广泛使用。其中，短栓钉作为连接构件，在桥梁的静力及疲劳性能方面发挥着重要作用。本文通过对钢-UHPC轻型组合桥面板中短栓钉的静力及疲劳性能进行研究，旨在提高结构的安全性和可靠性。
1.引言
轻型组合桥面板是一种新型的桥面铺装结构，由钢板和超高性能混凝土（UHPC）层构成。短栓钉作为连接构件，起到加固和传递荷载的作用。然而，在长期使用过程中，由于外界环境、荷载变化等原因，短栓钉可能会受到静力和疲劳加载。因此，研究钢-UHPC轻型组合桥面板中短栓钉的静力和疲劳性能对于桥梁的设计和施工具有重要意义。
2.静力性能研究
2.1材料特性研究
选择合适的钢和UHPC材料对于确保钢-UHPC轻型组合桥面板的静力性能至关重要。通过对不同材料进行试验，确定其力学性能和耐久性能。
2.2标准化测试方法建立
建立适用于钢-UHPC轻型组合桥面板短栓钉的标准化测试方法，包括静态加载试验和抗拉试验等。用于评估连接部分的承载能力和破坏模式。
2.3验证及分析
通过对钢-UHPC轻型组合桥面板进行静力加载试验，验证标准化测试方法的适用性。分析短栓钉在静力加载下的破坏模式、变形性能和承载能力等指标。
3.疲劳性能研究
3.1加载模式
确定适用于钢-UHPC轻型组合桥面板短栓钉的疲劳加载模式，包括不同荷载幅值和频率的加载。
3.2疲劳试验
通过对短栓钉进行疲劳试验，获取其疲劳寿命曲线。通过改变荷载幅值和频率，研究短栓钉的疲劳性能。
3.3疲劳寿命预测及分析
通过疲劳试验数据，使用统计方法预测短栓钉的疲劳寿命。分析短栓钉在疲劳加载下的破坏机制和变形特点。
4.结果分析和讨论
通过实验数据和数值模拟分析，对钢-UHPC轻型组合桥面板中短栓钉的静力和疲劳性能进行评价和分析。讨论其力学行为、破坏模式和影响因素等，并提出改进措施。
5.结论
通过对钢-UHPC轻型组合桥面板中短栓钉的静力和疲劳性能的研究，可以评估连接部分的可靠性和安全性。同时，通过改进材料和设计，提高桥梁的抗震性能和使用寿命。
参考文献：
[1]X.Li,D.Zhang,L.Wu,etal.Experimentalstudyonthemechanicalperformanceofultra-high-performanceconcrete(TC80)，ConstructionandBuildingMaterials,2014,50:592~598.
[2]Y.Zhang,S.Li,Z.Zeng,etal.Axialcompressiveenhancementofultra-high-performancesteelfiberreinforcedconcretewithU-shapedfibers,ResultsinPhysics,2021,21(1):103781.
总结：
钢-UHPC轻型组合桥面板中短栓钉的静力及疲劳性能是桥梁设计和施工中必须考虑的重要因素。通过研究材料特性、建立标准化测试方法、进行静力和疲劳试验，可以对短栓钉的力学性能和耐久性能进行评估和分析。结果分析和讨论的过程提供了改进设计和构造的参考，以提高桥梁的安全性和可靠性。