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对UHPC桥面板进行足尺模型试验和有限元分析研究

目录

一、文档概要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

1.1UHPC桥面板的研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2文献综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

二、实验研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.1UHPC桥面板足尺模型制作．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.1.1材料选择与制备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.1.2模型制作方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.2足尺模型试验设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

2.2.1试验加载方式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

2.2.2试验监测参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

2.3试验数据采集与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.4试验结果讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

三、有限元分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

3.1有限元模型的建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

3.1.1网格划分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

3.1.2材料本构关系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

3.1.3边界条件设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

3.2有限元分析方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

3.2.1有限元分析软件选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

3.2.2有限元分析参数设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

3.3有限元分析结果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

3.3.1应力分布．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

3.3.2变形情况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

3.4有限元分析与实验结果的对比．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

四、结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

4.1本研究的主要成果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

4.2展望与建议．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

一、文档概要

随着现代桥梁向更高、更柔、更耐久方向发展，超高性能混凝土（Ultra-HighPerformanceConcrete,UHPC）因其卓越的力学性能、耐久性和轻质性，在桥梁工程领域的应用潜力日益凸显。特别是在桥面板这种承受复杂荷载、要求高性能的承重结构中，UHPC的应用有望显著提升桥梁的服役寿命和使用安全性。然而UHPC材料具有高强度、高.price以及潜在的脆性特质，其实际工程应用，特别是针对桥梁面板这一关键部位的力学行为和设计方法，仍需深入的研究与验证。为确保UHPC桥面板设计的可靠性并指导工程实践，本研究拟采用理论分析、数值模拟与物理试验相结合的综合研究方法。具体而言，将围绕足尺UHPC桥面板结构进行专门设计的模型试验，旨在真实、直观地测获取其承载能力、变形特性及破坏模式等关键信息。同时利用先进的三维有限元分析技术（FiniteElementAnalysis,FEA），构建高精度的数值计算模型，对足尺试验过程进行仿真与预测，并对试验结果进行深入的分析与对比验证。结合对比与分析，本研究致力于系统揭示UHPC桥面板在典型荷载作用下的工作机理，评估现有设计与计算理论的适用性，并为