组合桥面板资料综合1驹井社

1、1钢管PBL型组合桥面板1.1基本特征一种新型组合桥面板，由底钢板、横向加劲肋、钢管、纵横向钢筋及现浇混凝土构成。主要特征是横向加劲板上设置长圆孔，孔中穿钢管，对应不同厚度桥面板的加劲及钢管直径如图i.i.i。横向跨径6m的组合桥面板设计参数如表1.1.1、表1.1.2所示。特征：X life cycle cost 降低钢和混凝土一体化刚度大， 耐久性好，全寿命费用低。合理的构造一一钢和混 凝土一体化耐久性提高，桥 面板板也可以变薄。底钢板 成为混凝土的模板的同时， 作为下层钢筋。工期缩短一一底钢板代 替模板，支架、脚手架也可 以省略施，工期大幅缩短， 也更加安全。组合桥面板配筋(a)桥面板厚

2、21cm时钢管 4 60.5X 3.2(b)桥面板厚w 21cm时钢管 4 48.6X2.3图1.1.1不同尺寸规格（mm）表1.1.1跨径6 m组合桥面板设计参数桥面板厚混凝土板250mm施 工 过 程钢结构加工工厂作业钢结构架设现场作业底钢板6mm横向加劲肋180mme 16mm （间距 400mm）钢管 60.5X3.2 间距 400mm）配筋浇筑混凝土F混凝土强度膨胀混凝土 er ck=30MPa钢材重重约 115kg/m2总重量约 700kg/m2钢筋（）22125mm防锈方法涂装、热喷涂、耐候性钢材兀以表1.1.2其他跨径组合桥面板设计参数跨径4m跨径3m桥面板厚混凝土板200mm

3、桥面板厚混凝土板180mm底钢板6mm底钢板6mm横向加劲肋130mme 16mm400mm横向加劲肋110mme 12mm400mm钢管48.6 2.3400mm钢管48.6 2.3400mm混凝土强度膨胀混凝土 c ck=30MPa混凝土强度膨胀混凝土 o- ck=30MPa钢材重重约 96kg/m2钢材重里约 81kg/m2总重量约 550kg/m 2总重量约 490kg/m 2采用钢管的效果抗剪一一在加劲肋上设置长孔和孔中贯通钢管达到PBL效果，构成了钢面板和混凝土的传剪连接。承载力、耐久性提高一一格子状配置加劲肋和钢管使钢和混凝土的结合坚固，确保强大的承载 力和耐久性能。重量减轻一一

4、钢管内部中空减轻混凝土重量。钢管内部的二次利用一一管子内部空间可配置电缆，通讯设备，路面防冻液等。本钢管PBL型组合桥面板的开发由刑I井工（株）、片山工程科技（株）、（株）栗本金戴工所共同实施。进行了如表1.1.3所示的多种试验，确认新型组合桥面板的承载能力及耐久性。表1.1.3试验一览试验种类试验目的抗剪性能试验（推出试验）r底钢板与混凝土结合抗剪性能桥面板止弯试验:桥面板横桥向抗止弯承载性能桥面板负弯试验桥面板横桥向抗负弯承载性能组合梁负弯矩区试验连续组合梁负弯矩区适用性，与RC桥面板比较阶梯轮载走行试验桥面板疲劳耐久性底钢板新型连接试验底钢板接头承载力及疲劳耐久性能加劲板间歇焊接疲劳试验

5、加劲板间歇焊接疲劳耐久性钢管热水循环试验钢管内空间二次利用价值1.2抗剪性能试验(推出试验)目前钢和混凝土的连接，有以焊钉为代表的柔性连接件和以开孔板(PBL)为代表的刚性连接件。为提高钢和混凝土结合刚度，近年进行了很多的刚性连接件研究开发。本钢管PBL型组合桥面板采用配置加劲肋的底钢板， 加劲肋设置了长孔， 贯通钢管的构造。为了测试这种新颖构造，实施了剪切推出试 验。试验内容试件形式及加载示意如图1.2.1,试件设计参数一览如表1.2.1。TYPE-A试件为测试横桥向性能,TYPE-B试件为测试顺桥向性能。通过改变设计参数研究加劲肋开孔形状、焊接方法、钢管有无及剪力 方向对新型组合桥面板抗剪

6、承载力的影响。钢管和加劲肋没进行焊接固定。混凝土打设时底钢板为平放在下面的正立的状态，与实桥构造一致。为排除混凝土粘着的影响在钢混接触面添加了可剥离材料。试件混凝土材料特性如表1.2.2所示。试件尺寸、试3要领遵从 JSSC的焊钉的推出试验方法，在达到最大位移4mm前施加由荷载控制的递增反复荷载，以后由位移控制的单调荷载。Type A试件Type B试件图1.2.1试件及加载方法示意表1.2.1试件设计参数Type A横桥向性能试验Type B顺桥向性能试验Type加劲板开孔形状(180 x 16mm, SM400)钢管(STK400)数量Type加劲板焊接方法(180 x 16mm, SM4

7、00)钢管(STK400)数量A-1圆孔。70无1B-1;两侧焊接无1A-2长孔 4 70X150无3B-2两侧焊接 60.5 X 3.23A-3长孔 4 70X150 60.5 X 3,23B-3一侧焊接 60.5 21表1.2.2试件混凝土材料特性混凝土试块设计值实测值抗压强度d ck=30MPa(r28=41.8MPa空气量4.5%4.8%坍落度12mm12.5mm水泥种类早强水泥最大骨料直径20mm混合剂AE减水剂试验结果TYPE-A、B各系列荷载一相对滑移曲线如图1.2.2所示。TYPE-A3的3个试件相对滑移最大(50mm)时荷载-位移曲线没有下降，但已达千斤顶最大荷载，只能试验终

8、止。由图中TYPE-A的结果可知，TYPE-AI(PBL)的最大剪力，与根据 Leonhardt的建议式算出的预测 值大体相符。长孔(TYPE-A2)最大剪力比TYPE-A1略高。其次，TYPE-A3平均最大剪力 Qu=628kN为 TYPE-A2的1.5倍，长孔贯通钢管显著增加了承载力。并且， TYPE-A3 ,荷载-相对滑移曲线的变化点 与TYPE-A1相近，刚度变化后滑移达到50mm荷载未降低，而是缓慢上升。由图中TYPE-B的结果可知，最大剪力 TYPE-B2比TYPE-B1大1.5倍左右。并且，未卸载的最 大滑移量是TYPE-B1的2倍以上。说明此构造比其他构造性能明显优越。分析原因

9、是钢管限制了混凝 土剥离，使加劲肋前后的混凝土保持充分地粘贴的状态，能抑制加劲肋的变形性能增加承载力。并且， TYPE-B3与TYPE-B1大体上相同，可知加劲肋一侧焊接并贯通钢管，与两侧焊接加劲肋具有大体同等 的抗剪能力。自以上的结果可知，钢管 PBL型组合桥面采用的加劲肋设置长孔贯通钢管的连接件，具有比一般 的PBL高1.5倍左右的承载力。这一连接件对25cm桥面板厚作采用。60.5mm钢管，通过同类试验可知，桥面板厚1821cm使用()48.6mm钢管也有充分的承载力。Q(kN/孔)510152025相对滑移(Q(kN/孔)510152025相对滑移(umi)h) TYPE-A图1.2.

10、2荷载-滑移曲线1,3桥面板横向正弯试验为了确认钢管PBL组合桥面板横桥向正弯性能，进行了模型化的桥面板跨中部正弯静载试验。制 作了加劲肋顶上加载及在加劲肋之间位置加载的2种试件各1个，加载按照道路桥示方书规定的车轮荷载宽度度(200 x 500mm),如图1.3,1所示。试验所用材料特性如表 1,3,1。试验采用150tf的伺服千斤顶, 试件简支。荷载位置铺设 200X 16X 500mm钢板。加载方式为重复加载 -卸载的递增荷载。TYPE- A TYPE- B吊”1卜支 ffbOOQ35033。7孰1 l=2KOO图TYPE- A TYPE- B吊”1卜支 ffbOOQ35033。7孰1

11、l=2KOO图1,3.1试件构造尺寸及测点布置表1,3.1试件材料混凝土试块设计值实测值抗压强度d ck=30MPaType-A 28=46,0MPaType-B (r28=41,9MPa空气量4.5%4.6%坍落度12mm11.5mm水泥种类早强水泥最大骨料直径20mm混合剂AE减水剂钢板加劲SM400 H=180mm t=16mm底钢板SM400 t=6mm构造钢管STK400 60.5X.21.3.1试验结果试彳TYPE-A , TYPE-B各自加载点附近的竖向位移和荷载的关系如图1.3.2所示。从图中可以看出，TYPE-A在1400kN附近裂纹发生到混凝土表面， 1470kN时混凝土压

12、坏。TYPE-B直到试验机的荷 载上限值也没破坏。 TYPE-A钢板加劲肋数量较少及荷载位于肋间都是比TYPE-B承载力小的原因。根据计算跨径6m的桥面板设计弯矩（二期恒荷载+活荷载），相当于试验荷载 P=240kN,用试验确 认了本桥面板TYPE-A , B都具有设计弯矩6倍以上的抗弯承载力。其次，荷载和底钢板-混凝土相对滑移的关系如图1.3.3所示。两试件钢和混凝土的相对滑移在约400kN荷载。这个荷载与图1.3.2所示的荷载-竖向位移关系的斜率变化点，及试件侧面裂缝开始发生的荷载都相符。因此，如果把 400kN作为试件的使用状态受弯极限荷载，也是设计荷载的1.7倍以上。图1.3.2荷载都

13、相符。因此，如果把 400kN作为试件的使用状态受弯极限荷载，也是设计荷载的1.7倍以上。图1.3.2荷载-竖向位移曲线图1.3.3荷载-底钢板相对滑移曲线1,4桥面板横向负弯试验为了确定桥面板横桥向负弯矩承载力及裂缝性状，采用模型化试件实施了桥面板负弯试验。试件 忠实再现了主梁腹板上翼缘加腋等构造。如图1.4,1所示，试件材料特性如表1.4,1所示。试件尺寸依据桥面板跨径6m,悬臂跨径2.75m的2主梁桥，钢筋配置为。22125mm主钢筋，。16200mm纵向钢 筋。试验时反转桥面板，跨径 4m简支，使用1500kN油压伺服试验机跨中（主梁腹板位置）递增反复加 载。桥面板混凝土表面，在所示的

14、位置安设共计15个兀型位移计，进行了裂缝宽度测量，又对主要裂缝用了裂缝宽度观测器。2000橘触直向方向断面160011502000150100014100=1400I上J PI-3 PI-5 PI-7 PI-9 BM_1 PI-1 P-h-Io2000橘触直向方向断面160011502000150100014100=1400I上J PI-3 PI-5 PI-7 PI-9 BM_1 PI-1 P-h-Io rilig pi-槁触方向断面f0Tty】. fii1L Uz J X34tz XSPCZ KSfLJ3fEZ jqtz八千高衣100m inH 400X400X 13X21图1.4.1试件构

15、造尺寸表1.4.1试件混凝土特性及钢结构参数混凝土试块设计值实测值抗压强度d ck=24MPad 28=29.3MPa空气量4.5%4.7%坍落度12mm12.5mm水泥种类早强水泥最大骨料直径20mm混合剂膨胀剂30kg/m3钢板加劲SM400 H=170mm t=16mm底钢板SM400 t=6mm构造钢管STK400 060.5 3.21.4.1试验结果荷载和试件中央竖向位移的关系如图1.4.2所示。图中使用了自混凝土的材料试验结果算出的弹性模量比的作为理论值（混凝土全断面有效，和不计受拉混凝土断面理论）。理论值的计算考虑了加腋的断面变化。在图中的设计荷载（150kN）,是设计弯矩对应的

16、荷载。加载初期荷载位移曲线位于全断面有效的倾线附近，此后斜率慢慢变小，达到设计荷载时与不计受拉混凝土断面的理论值大体上相符。最大荷载是设计荷载3.5倍左右约520kN。支尚中央变位在mmj支尚中央变位在mmj图1.4.2试件中央荷载-位移曲线初期裂缝在加腋部和普通部的交点附近，发生在荷载约90kN时。在最终阶段裂缝间隔初期裂缝在加腋部和普通部的交点附近，发生在荷载约90kN时。在最终阶段裂缝间隔150200mm,交点附近密集开裂，最终这个部分的混凝土压坏结束了试验。设计荷载时最大裂缝宽度约0.15mm。1.5连续组合梁负弯矩试验1.5连续组合梁负弯矩试验为了适用到连续组合梁中支点，实施作用负弯

17、矩的模型化主梁及桥面板的静载试验。通过测量中 支点附近桥面板的裂缝间隔，裂缝宽度等，确认了本组合桥面板的裂缝特性。并且，作为比较也实施了RC桥面板试验，进行了裂缝特性的比较。试件如表1.5.1所示的2个，RC桥面板试件为Type-1 ,组合桥面板试件为Type-2。组合桥面板试件Type-2和横桥向负弯试验取用同样的设计参数。作为比较用的RC桥面板试件板厚和组合桥面板一致。加腋高度都为 50mm。试件的混凝土材料参数如表1.5.2所示。荷载试验的概要如图1.5.1所示，实验时桥面板反转，两边简支，对跨中使用静载试验机加载负弯 矩。试件的钢梁为高 1m跨径6m的I型梁。梁高以桥面板断面应力控制为

18、标准决定。设计当试验机加 载上限时（约5000kN）跨中部钢梁断面屈服。在各荷载阶段进行了桥面板混凝土的裂缝的确认及记录。图1.5.1立面图所示的位置安装位移计和兀型位移计测量试件的竖向位移和桥面板的裂缝宽度。与桥面板负弯曲试验同样，主要裂缝宽度用裂缝观测器测量。表1.5.1试件类型试件形式钢筋配置备注Type-1RC桥面板主钢筋纵向钢筋（）13100mm（）19100mm 配筋率1.9%一Type-2组合桥面板主钢筋纵向钢筋（）22125mm（）22125mm 配筋率1.3%钢结构尺寸同横向负弯矩试验表1.5.2试件混凝土材料特性混凝土试块设计值实测值抗压强度d ck=24MPad 28=2

19、9.3MPa空气量4.5%4.7%坍落度12cm12.5cm水泥种类早强水泥最大骨料直径20mm混合剂膨胀剂30kg/m31.5.1试验结果1）桥面板与主梁组合效果试件中央位置荷载-竖向位移关系如图1.5.2所示。荷载试验机加载到上限为止，试件大体程线弹形。实验值和理论值的比较如图1.5.3 ,在理论值中考虑了桥面板混凝土全断面有效、只钢筋+钢梁有效、只钢梁有效等数种情况。图的纵轴和横轴使用无量纲化的作用弯矩M与只计钢梁断面算出的屈服力矩My比值、位移8与屈服位移8 y比值。Type-1的结果在混凝土裂缝发生前接近全断面有效的理论值， 此后接近考虑了钢梁和钢筋的理论值，因为随着裂缝的发生桥面板

20、的刚度降低了。Type-2的结果也同样，桥面板形式的差异的没有造成受力特点的差异。图1.5.2荷载-竖向位移曲线（试件中央）其次，考察随荷载增大中性轴位置的变化，各试件的力矩比和中性轴位置的变化的关系如图1.5.4所示，中性轴位置由图中测量的钢梁应变分布算出。把Type-1初期裂缝发生的 M/My=0.25做为分界从全断面有效的理论值向钢梁+钢筋断面的理论值转移。从钢筋应力着眼，比较Type-1和Type-2结果，+钢筋断面的理论值变化。在初期阶段的混凝土的裂缝发生后中性轴位置从全断面有效的理论值向钢梁 两者钢筋屈服时的中性轴理论值和实地测量值大体上相符。+钢筋断面的理论值变化。(a)Type

21、-1(b)Type-2图1.5.3弯矩-竖向位移曲线1300D19E250中K)150qift卷酊m 1363150 * * 8L，？(a)Type-1(b)Type-2图1.5.3弯矩-竖向位移曲线1300D19E250中K)150qift卷酊m 1363150 * * 2.3胃质仁Emm高强螺栓连接2%中 S_? 400j 5200la5gTW限口图1.7.1试件构造概况y 语副且他口口）、.加劲135.16x flSifl方向】巾展胃质仁Emm高强螺栓连接2%中 S_? 400j 5200la5gTW限口图1.7.1试件构造概况y 语副且他口口）、.加劲135.16x flSifl方向】

22、巾展王筋间距34 Kl23二位9I主筋 皿横向丽一彘06落审苒异型焊钉二D1 伙 170 h L - L 不焊接新形式连接晔5K虫2）阶梯荷载方法阶梯荷载在实验开始时候是 157kN,每行车次数4万次以约20kN依次递增，最终荷载为 392kN, 总行车52万次。试验结果1）静荷载结果每行车2万次，将车轮静止在试件中央，测量试件的挠度和连接板的间隙等，位移计的位置如图所示。也实施了在行车中动态的位移测量，确认和静态的测量结果没有大的差异。4元静婴UMI图1.7.2测点布置静载下试件中央挠度和行车次数的关系如图1.7.3、如图1.7.4所示。结束共计52万次的行车程序，未发现试件破坏现象。图中列

23、出 4种模型及加载工况下的挠度，以及以往 RC桥面板，PC桥面板的实 验结果。RC桥面板试件按照平成 8年的道路桥示方书设计（H8）,行车次数约24万次的时破坏。PC 桥面板试件按照道路桥示方书全预应力构件设计，但预应力钢筋减半。1）加载时挠度：前文已说明静载和行车时同样大小的荷载作用下挠度相同。每行车4万次的静态测量与之前的行车荷载合起，之后的阶段载荷也进行静态载荷。2）卸载时：静态实验的时卸载后挠度测量值，即所谓残留挠度。3）弹性挠度：卸载时可回复的挠度。4）弹性挠度（157kN换算）：像上述一样地，静态测量在各行车阶段荷载的大小下进行。为了与初 期状态比较在初始荷载157kN上换算了弹性

24、挠度。首先对图1.7.3的加载时挠度着眼的话，试验开始之后的挠度是0.5mm。此后，随着车轮荷载的增大慢慢挠度变大，最终荷载392kN时挠度为2.5mm左右。比较用的PC桥面板试验结束时挠度是6.2mm,说明本组合桥面板始终保持很高刚度。其次，看图1.7.4的弹性挠度，荷载的增大大体上有比例变大。157kN换算弹性挠度，到走行结束的时从0.5mm到0.6mm,几乎没所示变化。可知疲劳损伤几乎没发生，桥面板保持健全的状态。6 4 2 01 1 1 1二|三.新型组合桥面板加载时 新型组合桥面板卸载时 H8混凝土桥面板加载时 H8混凝土桥面板卸载时 50%预应力板加载时 50%预应力板卸载时 荷载

25、H8RC力口载时400350II300刍I I6 4 2 01 1 1 1二|三.新型组合桥面板加载时 新型组合桥面板卸载时 H8混凝土桥面板加载时 H8混凝土桥面板卸载时 50%预应力板加载时 50%预应力板卸载时 荷载H8RC力口载时400350II300刍I I250PRC5。%加载时86新型组合桥面板加载时42200150100504 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 0400走行回数图1.7.4挠度与走行次数关系2万回走行次数万次图1.7.3挠度与走行次数关系1。弹性挠度（加莪:如载时j+ 弹性挠度（157kN换算）荷载3）挠度的分布行车结束时静态

26、测试的挠度 x方向（顺桥向卜y方向（横桥向）分布如图1.7.5。从挠度的对称性着眼, x方向的挠度左右大体上对称，面板连接种类不同的挠度差不显著。另一方面， y方向的挠度形状稍稍 不对称。但y方向试件的形状、 试件设置方法及车轮荷载的加载方法全部对称。 这个不对称性推测着由 于试件的制造形状、设置时的水平度的误差等荷载偏心的原因。乂方向橘鼬方向:,位置(mm)-2250-1500-750075015000 0度挠时载加2 50 5I 10方向搞轴直角方向：位式(mm) 乂方向橘鼬方向:,位置(mm)-2250-1500-750075015000 0度挠时载加2 50 5I 10方向搞轴直角方向

27、：位式(mm) 2250-1400-700070014000 02 5图1.7.5试件挠度分布1.7.3FEM分析比较进行了对实验挠度测量结果的1.7.3FEM分析比较进行了对实验挠度测量结果的FEM分析比较。1）分析方法通过使用壳单元与梁单元的 FEM分析，支点条件与试件的设置方法同为简支，两端边上的横梁采用梁单元模拟。分析计算了弹模比n=7及n=10这2种情况，各自的情况中混凝土全断面有效和不计受用梁单元模拟。分析计算了弹模比拉区混凝土的共计4情况。如表1.7.2所示有关模型的刚度等各种因素，另外试验试件的n-7o表1.7.2有限元模型参数弹模比n=7弹模比n=10抗弯惯性矩mm4剪切模量

28、GxyMPa抗弯惯性矩mm4剪切模量GxyMPa顺桥向Ix横桥向Iy顺桥向Ix横桥向Iy全断向有效1.068E91.116E91.798E41.212E91.291E91.472E4不计受拉混凝土7.883E88.018E81.310E49.922E81.031E91.190e42）分析模型模型荷载为700mm x 400mm的面均布载荷，这个载荷范围为从车轮荷载面（钢板500mm x 200m）到桥面板厚的1/2位置的水平面，假定荷载以45度角分散。3）分析结果157kN换算荷载的弹性挠度分布与弹模比n=7及n=10有限元分析结果的比较如图1.7.6、如图1.7.7-14所示。图中显示了 1

29、6万次，32万次，48万次，52万次的4情况的挠度量和 FEM分析值的比 较。首先，与试件大体上弹模比相同的n=7模型，在实验开始前的挠度分布，与把混凝土作为全断面有效情况的分析值很好地相符。此后通过行车实验的执行，试件的挠度慢慢变大，在实验结束时接近不计受拉区混凝土断面的分析值。其次，对组合桥面板设计时弹模比n=10情况，分析值比实验结果的挠度均偏小，混凝土全断面有效的计算与实验结束时情况同等。x方向（橘衬方向）位置-2250-1500-7500.0750150022500回走行芹16-2250-1500-7500.0750150022500回走行芹16万回定行峙盟万叵I定行暗他万向走行脖5

30、 2万回走行脚FEM睇析他拿断面有效；FEM解析值：（不计受拉混凝土）1.0图1.7.6弹性位移计算比较（n=7）x方向（槁事由方向）位置（mm）-22500.07 500-750750150022500.5I1.0口回走行畴-22500.07 500-750750150022500.5I1.0口回走行畴T-16万回走行畤T-我万回走行畤S 4875回走行畴T52万回低荷畤FEM解析超全断迪有效）FE M就析值：（不计受拉混凝土）图1.7.7弹性位移计算比较（n=10）新形式连接的间隙对试件设置了高强螺栓连接及新形式连接，结束了52万次的行车时，未发现破坏现象。用兀型位移计测量的连接部加载时及

31、卸载时的水平方向间隙如图1.7.8所示。本图由于没进行荷载大小的换算。哪边的连接，随着荷载增加间隙也变大，新形式连接最终载荷时间隙0.15mm。然而，考虑这个结果由最大392kN过载车轮引起，不算是有害使用的值。0. 30走行回数（万回）图0. 30走行回数（万回）图1.7.8连接板间隙量混凝土开裂状况试件到试验结束没有明显破坏，试验结束时在试件边部混凝土表面首次观察到1个非常微小的裂纹。从裂纹发生时的行车次数和裂纹的大小等判断对疲劳耐久性丝毫没有影响。试验结束后切断试件观察内部，观察结果如图 1.7.9所示。裂纹非常微小不影响使用。在 B-B断面旁边靠近加劲肋切断后剥离 混凝土观察底钢板和加

32、劲肋的间歇焊接处，焊接部疲劳裂缝没发生。对加劲肋长孔的混凝土填充情形也进行了观察，没有发现气泡和填充不良。日-口切瓯面匚C切断面1650切断糠启一口叨断面日-口切瓯面匚C切断面1650切断糠启一口叨断面图1.7.9切面裂缝分布新型钢板接头受弯承载力及疲劳性能试验钢面板间的现场连接采用了考虑底钢板传力性能的摩擦型高强螺栓及焊钉螺栓和焊钉并用的新形式。摩擦型高强螺栓是施工中大量使用的连接形式，可是螺栓的安装、涂饰等高空作业，需要桥面板下设置脚手架。而以往的焊钉螺栓连接，虽然可以在桥面板上面施工，但每孔容许应力水平小，传力效率差。因此，以脚手架省略等的施工性改善、保证传力效率为目的设计了新形式接头，

33、已经有1桥实际使用成果。新形式连接的构造概要如图 1.8.1所示，在底钢板的连接处， 交替焊接配置焊钉和焊钉螺栓。焊钉直径。16mm。桥面板架设时连接板从上方放下，连接板在焊钉螺栓处设置。34mm孔、在焊钉部设置力60mm孔，之后在焊钉螺栓处安设底部方形垫片及顶部的六角螺母。焊钉螺栓 M16t/NuH匾3陵向） 芦.圆柱头焊钉16补强钢筋D13焊钉螺栓 M16t/NuH匾3陵向） 芦.圆柱头焊钉16补强钢筋D13开孔板 o图1.8.1新型连接构造示意/ fiMfifismooir ：Slor 60.5m对钢面板的自重、混凝土浇筑时候的恒荷载等钢面板混凝土组合前的荷载，以焊钉螺栓承担。对混凝土硬

34、化后桥面板成为组合构造之后的恒荷载、活荷载，在连接板的焊钉贯通部设立的孔填充了混凝土，发挥了连接件作用。并且，因为焊钉螺栓顶部安装螺母形成头部，与焊钉头部一起抵抗面板和混凝土剥落方向、即竖向力。因为这个新形式底钢板没有螺栓孔，混凝土浇筑时的防漏水对策，只需给底钢板和连接板的间隙加上防水条，很容易进行。为确认这一新形式连接对底钢板受到的水平力的承载力，实施了受拉实验。实验的要领如图1.8.2所示。这个实验取实际组合桥面板连接部混凝土的尺寸、钢板厚等参数。连接板E=l2m*SS4O（）/ 底解1板（t=承压板i-i03 L1连接板E=l2m*SS4O（）/ 底解1板（t=承压板i-i03 L1An

35、c.Bolt 田091 Jnyn山B250:焊钉螺栓M16(SS400).焊钉 1 16(SS400)图1.8.2试件概要为了调查连接板的孔径、焊钉长度对抗剪性能的影响制造了如表1.8.1所示的5种试件，使用的混凝土性能如表1.8.2所示。实验使用支持台上承压板和锚栓固定试件，实验机向上拔出连接板的方法。表1.8.1试件规格种类焊钉长L1mm连接板孔径（）s mm配置试件个数Type-113050正*3Type-2逆1Type-360正3Type-4110501Type-51501（*试件加载时焊钉在下为正向配置）表1.8.2混凝土材料特性设计值实测值抗压强度27MPa试验开始日39.2MPa

36、试验结束日42.7MPa坍落度112cm12cm仝气里4.5%5.0%水泥种类早强水泥最大骨料尺寸20mm混合剂AE减水剂试验的荷载等级按照 JSSC焊钉推出实验方法实施。试件混凝土和连接板的相对位移用高感度位移计测量，荷载一直加大到焊钉螺栓和焊钉断裂。荷载-相对滑移关系如图1.8.3所示，可知Type-1、3的最大抗剪承载力比设计荷载大一倍。各试件最大抗剪承载力，最大滑移量，屈服荷载如表 1.8.3。屈服荷载指荷载-相对位移关系中滑移量达0.2mm的荷载。所有试件中都是焊钉螺栓比焊钉先断裂。Type-1、2由于焊钉和焊钉螺栓的配置不同，最大抗剪承载力、屈服荷载存在1020%左右差异。分析原因

37、为连接板的开孔填充的混凝土抗剪效果的不同。对连接板的孔径影响的Type-1、3比较，最大抗剪承载力大体上相同，但屈服荷载Type-3大20kN ,因为开孔填充的混凝土抗剪作用与孔径相关。比较把焊钉长度做为参数的Type-1、4、5,焊钉越长最大抗剪承载力，屈服荷载都越低，因为焊钉的弯曲变形更大。其次，关于连接部的滑动荷载强度，把滑动系数科=0.4的高强螺栓(M22)的滑动荷载81.9kN作为比较的话，Type-2、3,大体上有与之同等的强度。根据上述的受拉实验结果和下面的轮载走行试验钢 面板连接的疲劳耐久性的结果等，确认钢管PBL型组合桥面板钢板的连接，根据架设条件可以选择高强螺栓和新形式连接

38、的 2种。图1.8.3荷载-相对滑移关系表1.8.3试验结果汇总试件最大抗剪承载力Qmax (kN)最大滑移量8 max(mm)屈服荷载Qy (kN)Type-1(平均)126.612.368.1Type-2138.315.185.3Type-3（平均）127.113.587.4Type-4140.514.676.8Type-5123.611.850.1加劲板焊接疲劳试验在钢管PBL型组合桥面板的底钢板和加劲肋的横桥向间歇焊接，采用的底钢板厚6mm,角焊缝尺寸4mm,按照道路桥示方书（以下简称道示）规定的构造。为了确认适用标准指南的加劲肋和底钢板疲劳 设计，和焊接疲劳耐久性进行了疲劳实验。验证

39、对象的底钢板和加劲肋的间歇角焊缝强度等级分为顺桥向及横桥向的2方向。本结构几乎不呈现双轴荷载疲劳裂缝发展特性的影响。参考疲劳设计指南设定了焊接构造的种类和强度等级。顺桥向荷载非传达型十字焊接，间歇焊接的起始和终端强度等级为E。横桥向间歇纵向焊接用的角焊缝强度等级为E。试验内容1）试件设计试件概要如图1.9.1所示，将底钢板和加劲肋的间歇角焊接模型化为 2种共计6个试件。应力作用 方向与加劲肋平行的试件为 Type-A;直角方向试件为 Type-B。钢材使用实在构造对应的 SM400A ,焊 接尺寸为4mm。为了确认反复加载时试件应力幅，钢板贴上应变片。图1.9.1试件尺寸小意表1.9.1各试件应力幅试件种类应力幅MPa荷载下限kN荷载上限kN焊脚高（平均）mm顺桥向Type-A11001204205.6Type-A2115754205.1Type-A3130304205.