In orthotropic steel bridge decks (OSD), high local stresses in the small thickness of steel members are generated by the wheel transverse distribution. In order to reduce the stress level and thereby extend the fatigue life, a strengthening technique with overlaid UHPFRC (Ultra-High Performance Fiber Reinforced Concrete) was commonly used in previous studies. In the current study, three-dimensional finite element analysis with the nonlinear constitutive material model of UHPFRC is performed to investigate the displacements and deformations of steel bridge decks with and without the overlaid UHPFRC. The numerical results are verified by the experimental data. The apparently decreases in displacement and strain levels are observed in both FEM model and experiment, that indicate the beneficial effect of the use of UHPFRC overlay. The influence of the overlaid UHPFRC thickness is also examined in the paper. Keywords: UHPFR
orthotropic steel deck (OSD)
wheel load
finite elment method.Trong sàn cầu thép trực hướng (Orthotropic Steel Bridge Deck - OSD), sự phân bố theo phương ngang của bánh xe tạo ra ứng suất cục bộ lớn trong cấu kiện tấm sàn thép với chiều dày nhỏ. Để giảm ứng suất gây ra và từ đó kéo dài tuổi thọ của công trình, lớp phủ UHPFRC (Ultra High-Performance Fiber Reinforced Concrete - Bê tông cốt sợi hiệu suất siêu cao) thường được sử dụng trong các nghiên cứu trước đây. Trong nghiên cứu hiện tại, phân tích phần tử hữu hạn ba chiều với mô hình vật liệu phi tuyến của UHPFRC được tiến hành để tính toán các giá trị chuyển vị và biến dạng của mặt cầu thép trước và sau khi gia cường bằng lớp phủ UHPFRC. Trong nghiên cứu hiện tại, các kết quả phân tích số của bản sàn cầu được gia cường bằng UHPFRC sẽ được kiểm chứng với các kết quả thực nghiệm. Sự giảm rõ rệt trong các giá trị chuyển vị và độ biến dạng đã được quan sát thấy từ dữ liệu thu thập được trong mô hình số cũng như trong thực nghiệm, cho thấy sự hiệu quả của việc sử dụng lớp phủ gia cường UHPFRC. Ảnh hưởng của độ dày lớp phủ UHPFRC cũng được xem xét trong nghiên cứu này. Từ khóa: UHPFRC
sàn cầu thép trực hướng (OSD)
tải trọng bánh xe
phương pháp phần tử hữu hạn.