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胶接缝桥面板全装配组合梁负弯矩区力学行为研究

胶接缝桥面板全装配组合梁负弯矩区力学行为研究

引用

作者：张苡齐重庆交通大学

学位级别：硕士

在国家自然科学基金项目“山区装配式混合结构桥梁的设计理论与智能化建造方法”（U20A20312）的资助下,本文为充分发挥钢-混凝土组合结构桥梁的装配化施工优势,简化桥面板结构和施工工艺,提高桥梁使用寿命,提出一种由“钢梁+键齿胶接缝... 详细信息

在国家自然科学基金项目“山区装配式混合结构桥梁的设计理论与智能化建造方法”（U20A20312）的资助下,本文为充分发挥钢-混凝土组合结构桥梁的装配化施工优势,简化桥面板结构和施工工艺,提高桥梁使用寿命,提出一种由“钢梁+键齿胶接缝+高强螺栓+预制混凝土板”构成的新型钢-混组合桥梁。由于该结构在负弯矩区的受力性能、传力机制与破坏模式尚不明确,为此开展了2片全装配式组合梁在负弯矩下试验研究,结合胶接缝和高强螺栓受力特点,提出了预应力全装配式施加方法,探索该结构在负弯矩下的安全性和可行性,为桥梁快速化施工、建造绿色交通和桥梁工业化提供一种参考方案。主要研究工作如下:（1）设计了2片全装配式钢-混凝土组合梁,分别为整体式桥面板与胶接板式桥面板,开展了负弯矩单点加载受弯试验,对比分析二者延性、刚度、承载能力等力学性能。与整体全装配式相比,胶接板全装配式钢-混凝土组合梁承载能力降低了11%,但却能将延性提高1.11倍;胶接板式在1.2Mp下的截面转动能力是整体式的1.3倍,更有利于结构的变形和抗震;此外,胶接板全装配的钢-混凝土组合梁开裂荷载比整体全装配式高1.33倍。（2）建立全装配式钢-混组合试验梁精细化数值模型,对比宏观本构、破坏模式及混凝土板损伤的分析结果与试验结果,验证了模型的可预测性。基于数值模型分析了全装配组合梁中腹板应力传递、各构件受力过程和体外预应力施加影响等,揭示负弯矩区键齿胶接全装配桥面板传力机理。（3）基于试验结果和数值分析,建立了考虑胶接缝及高强螺栓影响的胶接板全装配式组合梁空间梁格模型,提出并模拟了支点顶升强制钢梁变形施加预应力的施工方法。在验证空间梁格模型可靠性的基础上,探讨胶接板全装配组合梁在中小跨连续梁桥应用的可行性。以装配化工字组合梁钢桥通用图3×60 m为例,分别建立胶接板全装配式和集束钉群装配式连续组合梁桥的空间梁格模型,对比两者受力性能差异,并探讨了支点顶升时桥面板装配顺序对预应力效果的影响。

关键词：钢-混组合结构胶接板支点顶升负弯矩全装配

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STC-正交异性钢桥面板轮压局部受力分析与试验研究

STC-正交异性钢桥面板轮压局部受力分析与试验研究

引用

作者：蔡诚长安大学

学位级别：硕士

超高韧性混凝土(STC)-正交异性钢桥面板是一种新型钢-混组合结构。随着交通量日益增多,且超载现象频繁发生,正交异性钢桥面板容易出现疲劳开裂和铺装层破损等病害,严重威胁桥梁结构的正常使用。本文以采用STC-正交异性钢桥面板的某拱桥... 详细信息

超高韧性混凝土(STC)-正交异性钢桥面板是一种新型钢-混组合结构。随着交通量日益增多,且超载现象频繁发生,正交异性钢桥面板容易出现疲劳开裂和铺装层破损等病害,严重威胁桥梁结构的正常使用。本文以采用STC-正交异性钢桥面板的某拱桥为工程背景,开展轮压试验,结合ANSYS进行建模计算,研究STC-正交异性钢桥面板在轮压荷载作用下局部受力特性。主要研究内容和成果如下:(1)通过开展轮压试验,研究轮胎作用范围内关键构造细节的受力特性,找出结构受力的敏感区域。结果表明:在顶板与U肋交汇位置,顶板的纵向应力最大,该位置为结构受力敏感区域;U肋起到辅助顶板受力的作用,其受力特性类似一个小型箱梁,即U肋腹板上部受压,U肋腹板下部和底部受拉;在U肋与横隔板交汇位置,U肋圆弧过渡段的拉应力突变,该位置也属于结构受力敏感区域,具有较大破坏风险,需予以重视。(2)通过改变结构的设计参数,探讨其对STC-正交异性钢桥面板在轮压荷载作用下,各构件受力性能的影响规律。结果表明:适当增加顶板、U肋和横隔板厚度,对减小结构局部应力的作用较为明显,各构件应力水平随之降低,但对于结构整体刚度影响较小,结构位移变化不大;当增大横隔板间距时,横隔板对顶板和U肋的支撑作用逐渐减弱,结构应力水平明显提高,结构位移也增大;当增加STC层厚度时,结构整体刚度大幅提高,各构件应力水平明显降低,组合结构受力性能得到显著改善。(3)本文依托工程在桥面中央设置一个小纵梁,该构造对结构刚度的影响不容忽视。开展轮压试验研究中央小纵梁对结构整体受力性能的影响。通过改变小纵梁的设计参数,探讨其对结构受力特性的影响规律。结果表明:中央小纵梁与顶板交汇位置出现应力集中现象,在偏载情况下更明显;设置中央小纵梁使得结构整体应力水平降低,且大幅度地提高结构刚度,减小结构的位移;仅改变小纵梁腹板厚度,对改善结构受力性能的作用有限;增加小纵梁高度可以进一步提高结构整体刚度,当小纵梁设计与主梁等高时,小纵梁从辅助受力构件变成结构的主要受力构件之一,其对结构受力性能改善效果最为显著;当横向设置的小纵梁数量增多时,虽然结构整体的应力和位移都明显减小,但顶板上应力集中部位的数量也随之增多,可能会对后期维护工作造成一定影响;从对结构受力性能的改善效果、制作成本等多种角度综合考虑,在桥面中央处设置一个小纵梁最有利于改善结构的受力性能。

关键词：桥梁工程钢-混组合结构设计参数轮压试验小纵梁

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高速铁路空间刚架桥横梁与侧墙组合段疲劳性能研究与试验方案设计

高速铁路空间刚架桥横梁与侧墙组合段疲劳性能研究与试验方案设计

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作者：鲁凯西南交通大学

学位级别：硕士

近些年来钢-混组合结构越来越广泛的应用于桥梁工程中,为桥梁建设的发展提供了更为广阔的空间。但是钢-混组合结构在材料和构造上都比较复杂,其工作机理难以掌握,并且随着使用时间的增长,钢-混组合结构的疲劳问题也日益突出,因此有必要... 详细信息

近些年来钢-混组合结构越来越广泛的应用于桥梁工程中,为桥梁建设的发展提供了更为广阔的空间。但是钢-混组合结构在材料和构造上都比较复杂,其工作机理难以掌握,并且随着使用时间的增长,钢-混组合结构的疲劳问题也日益突出,因此有必要对钢-混组合结构的疲劳性能进行研究。本文以京沪高铁空间刚架桥为工程背景,结合横梁与侧墙组合段疲劳试验,重点研究了疲劳试验荷载的取值,同时进行了试验模型的有限元数值分析,并设计了疲劳加载试验。首先,本文简要阐述了钢-混组合结构的发展史以及国内外关于钢-混组合结构疲劳问题的研究现状,并且介绍了疲劳强度理论的相关知识,包括疲劳累计损伤理论、疲劳寿命曲线等,分析了影响钢-混组合结构疲劳强度的主要因素。其次,着重进行了内力幅值的计算研究,内力幅值的确定是进行疲劳研究的重点,本文通过参考国内外相关文献,结合文章实际工程背景,采用不同的计算思路进行计算,比较两种方法的优缺点和计算结果,最终选取最不利的结果作为参考值以保证结构的安全性。最后,结合工程背景选取试验研究位置,参考以往试验设计方法和思路,设计疲劳试验加载模型,采用相关软件进行试验模型有限元数值分析,得到模型的应力分布指导疲劳试验,制定试验加载测试方案。

关键词：钢-混组合结构疲劳累积损伤理论内力幅值有限元数值分析疲劳试验

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独塔斜拉桥拱形斜塔力学性能分析

独塔斜拉桥拱形斜塔力学性能分析

引用

作者：钟华宝合肥工业大学

学位级别：硕士

斜拉桥以其柔美的造型及巨大的跨越能力成为大跨径桥型的重要组成部分，混合梁斜拉桥的出现进一步增大了斜拉桥的竞争力。混合梁斜拉桥是指主梁沿长度方向由两种不同材料建造的斜拉桥，通常说来，主跨采用钢材而边跨采用的是混凝土材料... 详细信息

斜拉桥以其柔美的造型及巨大的跨越能力成为大跨径桥型的重要组成部分，混合梁斜拉桥的出现进一步增大了斜拉桥的竞争力。混合梁斜拉桥是指主梁沿长度方向由两种不同材料建造的斜拉桥，通常说来，主跨采用钢材而边跨采用的是混凝土材料。随着时代的发展，人们对桥梁审美也提出了新要求，于是，各种造型奇特新颖的异形斜拉桥应运而生。这些斜拉桥虽然外形美观，但是受力十分复杂。本文以某在建拱形斜塔斜拉桥为研究背景，该斜拉桥主梁为混合梁，主塔为倾斜混合塔，受力复杂。采用MIDAS/CIVIL软件建立全桥有限元模型，分析最大悬臂施工阶段主塔的受力及变形情况。同时，分析成桥阶段各种荷载如移动荷载、温度荷载等对主塔的影响以及各种荷载组合下主塔的受力和变形情况。采用ANSYS软件建立主塔的局部模型，分析在自重、预应力以及最大索力作用下主塔的应力分布情况、变形的规律。分析结果表明在施工及成桥阶段，主塔受力均满足要求，分析结果也为施工以及后期荷载试验健康检测等提供了参考和依据。

关键词：拱形斜塔钢-混组合结构空间效应分析异形斜拉桥

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高铁大跨度单T刚构加劲钢桁组合梁研究

高铁大跨度单T刚构加劲钢桁组合梁研究

引用

作者：龙亮西南交通大学

学位级别：硕士

钢-混凝土组合结构是通过连接件把钢梁和混凝土板连接成整体而共同工作的受弯构件。在荷载作用下,混凝土板受压而钢梁受拉,充分发挥钢材与混凝土的材料特性。组合结构的发展为桥梁工程中一些技术难题的解决提供了全新的思路,它减轻了结... 详细信息

钢-混凝土组合结构是通过连接件把钢梁和混凝土板连接成整体而共同工作的受弯构件。在荷载作用下,混凝土板受压而钢梁受拉,充分发挥钢材与混凝土的材料特性。组合结构的发展为桥梁工程中一些技术难题的解决提供了全新的思路,它减轻了结构自重,使得桥梁的跨度变得更大,同时也提升了建筑物的抗震性能以及施工的经济效益,是桥梁工程发展的重要方向。在我国组合结构的应用日益广泛,其合理的力学性能和优良的技术经济指标使它在我国的应用有着长远的发展前景,随着试验研究的不断深入,可以预见组合结构将会继续发展,成为在传统混凝土结构和钢结构之后的主要应用于桥梁工程结构形式。本文针对高铁大跨度单T钢构加劲钢桁组合梁,研究其在列车荷载作用下钢混组合结构的力学性能。通过对钢混组合结构的力学研究,计算在各种工况下桥梁的受力特点,为桥梁的设计提供的依据。本课题重点研究的内容以及需要解决的关键问题主要为以下几个方面：(1)在分析现有钢混组合结构的理论基础上,建立完善的高铁大跨度单T钢构加劲钢桁组合梁力学分析模型。(2)借助Midas有限元软件,运用力学原理,确定高铁大跨度单T钢构加劲钢桁组合桥梁有限元模型,计算、对比、分析最优组合结构。(3)以新建大同至西安高速铁路晋陕黄河特大桥为实例,结合具体的施工情况,进行设计研究哪种组合结构能更高效、优质、经济的满足高铁规范。

关键词：钢-混组合结构钢桁组合梁有限元计算模型对比最优组合结构

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钢壳混凝土沉管隧道结构火灾高温下热桥效应试验研究

钢壳混凝土沉管隧道结构火灾高温下热桥效应试验研究

引用

作者：胡鑫重庆交通大学

学位级别：硕士

由于海底特大沉管隧道的长大体型、海洋、江河和深水环境等多种因素的影响,一旦发生火灾,其后果远比陆地上的交通隧道更为严重,维修难度也更大。隧道内的密闭环境会导致高温,远超过钢材和混凝土材料的极限温度,从而对衬砌结构造成巨大... 详细信息

由于海底特大沉管隧道的长大体型、海洋、江河和深水环境等多种因素的影响,一旦发生火灾,其后果远比陆地上的交通隧道更为严重,维修难度也更大。隧道内的密闭环境会导致高温,远超过钢材和混凝土材料的极限温度,从而对衬砌结构造成巨大的损害。此外,由于钢材和混凝土材料的热工参数存在显著差异,热桥效应也随之产生,进一步削弱了衬砌结构的防火能力,可能对隧道的灾后长期安全运营产生不利影响。因此,深入研究钢壳混凝土组合结构中的热桥效应,对于提高海底特大沉管隧道的防火能力以及保障其安全运营具有重要意义。本文依托国家重点研发计划项目“深圳至中山跨江通道项目—超大跨钢壳混凝土沉管隧道管节结构及接头防火关键技术研究”,主要做的工作如下:(1)钢壳混凝土组合沉管隧道防火设计调研以及高温下热桥效应理论计算对国内外隧道火灾进行广泛调研,整理出隧道火灾发生的原因及特点;针对热桥效应在建筑物中的影响以及钢壳混凝土组合结构防火研究进行了调研,了解隧道衬砌结构由于热桥效应产生的危害;通过热桥理论分析以及热损计算方法,得到了本文试验中钢壳构件底部热桥效应传热范围以及热流损失。(2)火灾下钢壳混凝土沉管隧道管节结构防火下预埋件热桥效应试验基于相关沉管隧道防火设计基础上,在钢壳混凝土沉管隧道顶板取局部1:1构件开展预埋件热桥效应试验,通过试验反馈研究深中通道钢壳沉管隧道管节在RABT曲线下结构截面的温度分布规律;证明在30mm防火板保护下火灾高温时钢壳底部在预埋件影响下热桥效应的存在以及影响规律;验证火灾高温下深中通道钢壳混凝土沉管隧道管节结构的防火设计。(3)钢壳混凝土结构火灾高温热桥影响区域数值分析及热桥阻断对策借助数值仿真的手段建立相似比1:1的风机预埋件构件与沉管隧道管节数值模型,用ANSYS模拟出钢壳混凝土组合构件在火灾高温下的温度分布规律;模拟计算出30mm防火板保护下钢壳底板在风机预埋件下热桥效应的影响范围以及热流损失,验证上述高温热桥试验结论的合理性并与其进行对照分析;模拟钢壳混凝土沉管隧道管节在30mm防火板保护下耐火极限;介绍了目前用于隧道防火的几种常用手段,通过现场试验中25mm、30mm、35mm等3种不同厚度的防火板下钢壳结构底部的温度分布情况,最终确定高温下热桥阻断的对策与措施。

关键词：钢-混组合结构沉管隧道火灾高温热桥效应

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多层PBL剪力键静载力学性能试验研究

多层PBL剪力键静载力学性能试验研究

引用

作者：王凯大连理工大学

学位级别：硕士

随着我国经济技术发展,各种组合结构桥梁开始大量出现。作为组合结构中的关键部件,剪力连接件的性能直接决定了钢与混凝土两种材料共同工作的能力,它的发展一直被人们所重视。作为一种新型剪力键连接件,PBL剪力键凭借其优良的力学性能,... 详细信息

随着我国经济技术发展,各种组合结构桥梁开始大量出现。作为组合结构中的关键部件,剪力连接件的性能直接决定了钢与混凝土两种材料共同工作的能力,它的发展一直被人们所重视。作为一种新型剪力键连接件,PBL剪力键凭借其优良的力学性能,得到了广泛应用,但由于其力学性能影响因素多、传力机理复杂以及缺乏统一研究手段等原因,人们至今仍无法完全掌握其力学性能。目前,关于PBL剪力键群的计算都是基于单剪力键的经验公式,忽略了PBL键群内力分布的不均匀性,这显然是不合理的,容易导致不安全结果,因此关于PBL剪力键群受力机理的研究就显得至关重要。本文依托于大连某跨海桥工程,利用模型试验与有限元分析相结合的方法,分析了多层PBL剪力键群的受力机理,掌握了多层PBL剪力键的内力分布规律,为同类研究提供了建议以供参考。本文主要工作如下： (1)简要陈述了混合结构剪力连接件应用,介绍了PBL剪力键的发展概况及其现阶段研究成果； (2)对2大类6种共计12个PBL剪力键试件进行了模型实验,研究了PBL剪力键的工作性能； (3)结合数值模拟分析的方法,研究了多层PBL键的工作机理,掌握了荷载在各层PBL剪力键问的分布情况； (4)建立了钢—混结合段有限元模型,分析了其荷载传递机理,并给出了合理性建议。

关键词：钢-混组合结构多层PBL剪力键有限元分析试验研究

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腹板埋入式复合剪力键抗剪性能研究

腹板埋入式复合剪力键抗剪性能研究

引用

作者：王羽潇重庆交通大学

学位级别：硕士

基于现有剪力键研究,本文提出了一种腹板埋入式复合剪力键。该剪力键直接利用在腹板上开孔的T型钢,替代了传统的工字钢与焊接的开孔钢板,通过混凝土榫、贯穿钢筋以及栓钉共同作用支撑连接混凝土桥面板,使之形成一个复合结构。此结构节... 详细信息

基于现有剪力键研究,本文提出了一种腹板埋入式复合剪力键。该剪力键直接利用在腹板上开孔的T型钢,替代了传统的工字钢与焊接的开孔钢板,通过混凝土榫、贯穿钢筋以及栓钉共同作用支撑连接混凝土桥面板,使之形成一个复合结构。此结构节省了材料和劳动力成本,是一种更为经济合理的连接件,能够符合高效率、轻量化的设计理念。为研究腹板埋入式复合剪力键的抗剪性能,本文设计制作了6类共8个不同内部构造的推出试件,并对其开展推出试验,重点分析了试验的破坏形态、荷载-滑移曲线以及荷载-应变曲线。通过ABAQUS有限元软件对推出试件进行了精细化数值模拟,并开展扩大化参数分析。在此基础上提出了腹板埋入式复合剪力键的抗剪承载力计算方法。本文的主要研究内容与结论如下:(1)通过试验对腹板埋入式复合剪力键的力学性能进行研究,结果表明,相比于传统PBL剪力键,该剪力键的刚度较大,并且剪力键在达到极限荷载后表现出较好的延性。(2)腹板埋入式复合剪力键的破坏模式为混凝土榫局部压碎以及外包混凝土劈裂破坏,裂缝发展机理如下:损伤起始于钢-混接触界面和混凝土内侧面,随着荷载增加,混凝土外侧面出现可观测的竖向裂纹。最终混凝土正面裂缝与顶部裂缝贯通,或与内侧裂缝贯通,使混凝土内壁整块劈裂脱落,导致混凝土失效。(3)腹板埋入式复合剪力键内部贯穿钢筋和栓钉均发生弯剪变形,但没有被剪断,每个组成部件都被充分利用,传力机理如下:贯穿钢筋在混凝土榫失效后逐渐开始参与抗剪,因荷载自顶向下传递,所以上排钢筋比下排钢筋更早屈服进入强化阶段。栓钉被钢板带动发生向下的位移,根部下方的混凝土产生反力,头部受混凝土约束,使栓钉根部产生明显弯剪变形。(4)通过试验和有限元模拟进行了参数分析,结果表明不同承剪构件所占极限承载力的比例不同,贯穿钢筋占比最大;随着贯穿钢筋直径的增大,极限承载力呈非线性增长;开孔钢板厚度增加,对极限抗剪承载力影响较小,但厚度减小可能导致屈曲变形;孔径越大,对极限承载力的提升效果越明显;极限承载力随栓钉直径增大而增大。试件在经历重复荷载之后极限承载力有所降低,极限滑移增大,试件的延性出现减小趋势。(5)参考现有的计算公式,结合本研究的试验数据推导出了适用的抗剪承载力计算公式。对计算值与试验值和模拟值进行相关性分析得到相关系数为0.93,说明该计算方法较为准确,有一定参考价值。

关键词：钢-混组合结构埋入式剪力键推出试验有限元分析抗剪性能

来源：评论

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SFRC栓钉-橡胶组合连接件抗剪性能研究

SFRC栓钉-橡胶组合连接件抗剪性能研究

引用

作者：王一博太原科技大学

学位级别：硕士

栓钉连接件施工方便,质量易于保证,且受力良好,广泛应用于钢-混组合结构桥梁中。对栓钉连接件的钢桥桥面铺装及组合桥梁钢混结合段中存在混凝土易开裂、压碎和栓钉疲劳性能差等问题,采用混凝土抗拉、抗剪能力强,连接件抗剪承载力高、抗... 详细信息

栓钉连接件施工方便,质量易于保证,且受力良好,广泛应用于钢-混组合结构桥梁中。对栓钉连接件的钢桥桥面铺装及组合桥梁钢混结合段中存在混凝土易开裂、压碎和栓钉疲劳性能差等问题,采用混凝土抗拉、抗剪能力强,连接件抗剪承载力高、抗剪刚度低和疲劳性能好的钢纤维混凝土(Steel Fiber Reinforced Concrete,简称为SFRC)栓钉-橡胶组合连接件构造形式。以SFRC强度等级、橡胶套筒高度、栓钉直径、加载模式为参数,采用模型试验与有限元数值模拟计算相结合方法,分析钢板、SFRC、橡胶套与栓钉之间的传力机理,解释SFRC栓钉-橡胶组合连接件的抗剪破坏现象,探明该组合连接件的抗剪刚度、抗剪承载力、破坏模式及影响因素,提出该组合连接件抗剪承载力计算式,初步建立起该连接件的设计方法。(1)以SFRC等级、栓钉直径、橡胶套筒高度、加载模式为变量,制作共7组16个试件进行室内推出试验,其中钢纤维体积掺量0.8%,栓钉高100mm,橡胶套筒厚5mm。通过观察实验现象和破坏结果,得到抗剪承载力、峰值滑移、荷载-滑移关系曲线及抗剪刚度。(2)通过SFRC等级、栓钉直径、橡胶套筒高度对SFRC栓钉-橡胶组合连接件抗剪承载力、抗剪刚度的影响研究。结果表明:组合连接件抗剪承载力随SFRC等级增加而增加,但增长率趋于缓慢;抗剪承载力与栓钉直径几乎呈线性相关;加载模式和橡胶套筒高度对抗剪承载力影响小;放置橡胶套筒会增大栓钉连接件的峰值滑移,并降低栓钉连接件的抗剪刚度。(3)基于ABAQUS有限元软件,对SFRC栓钉-橡胶组合连接件进行建模,对有限元模拟结果进行应力分析,把模拟结果与试验结果进行比较,验证了有限元的正确性,且模拟结果与试验结果匹配良好。(4)通过对试验数据和有限元模拟进行拟合,建立了初步适用于该组合连接件的抗剪承载力计算式,为组合连接件的设计和应用提供依据和参考。开展该组合连接件的抗剪性能研究,初步建立该组合连接件的设计方法,对完善连接件设计计算理论具有一定的理论意义。

关键词：钢-混组合结构抗剪承载力抗剪刚度钢纤维混凝土(SFRC) 栓钉-橡胶组合连接件有限元分析

来源：评论

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钢-混凝土组合桥梁复合剪力连接件抗剪机理与力学性能研究

钢-混凝土组合桥梁复合剪力连接件抗剪机理与力学性能研究

引用

作者：秦枭长安大学

学位级别：硕士

为了使钢-混凝土组合结构桥梁具有更大的跨越承载能力以及更优异的耐久性能,一些学者从提高结构中剪力连接件的性能入手,以传统栓钉剪力键与开孔钢板剪力键为基础,对剪力连接件开展着更加全面的探索与创新。据此,本文提出一种兼具栓钉... 详细信息

为了使钢-混凝土组合结构桥梁具有更大的跨越承载能力以及更优异的耐久性能,一些学者从提高结构中剪力连接件的性能入手,以传统栓钉剪力键与开孔钢板剪力键为基础,对剪力连接件开展着更加全面的探索与创新。据此,本文提出一种兼具栓钉剪力键与开孔钢板剪力键优点的复合剪力连接件,并考虑引入一种耐腐蚀、耐疲劳、抗拉性能优异的钢-连续纤维复合筋材(Steel-Fiber Composite Bar,SFCB)作为其贯穿钢筋。通过理论、试验与模拟相结合的方式,对所提出的复合剪力连接件抗剪机理以及静力力学性能进行研究,主要工作内容以及成果如下:(1)收集整理栓钉剪力键以及开孔钢板剪力键关于加载机理、破坏特征以及影响因素的相关文献,为后续复合剪力键的力学性能研究提供理论指导;在此过程中推导出贯穿钢筋抗剪承载作用与弯起角度间的数值计算关系,发现贯穿筋在承载过程中主要靠自身弯拉变形进行承载,初步证明将SFCB复合筋作为贯穿筋参与抗剪承载的可行性。(2)设计并开展了17个复合剪力键试件的静力推出试验,以研究栓钉布置形式、贯穿筋材质以及剪力部件数量对复合剪力键力学性能的影响情况。最后得到复合剪力键在传力机理、承载能力、荷载-滑移曲线变化方面的规律,总结出复合剪力键的力学性能整体上优于单一剪力键,且所提出的不同布置形式的复合剪力键皆具有自己的性能优势与适用范围。(3)建立了试验中所有推出试件的有限元模型。进一步明确了加载时,复合剪力键内部的受力情况,由此得出更为精确的复合剪力键传力机理,证明SFCB复合筋可用于抗剪构件进行承载。另外通过有限元的参数化分析,得出混凝土强度、栓钉与贯穿筋的直径增加均能够有效提高复合剪力键的极限承载能力。(4)根据试验与有限元分析结果,采用叠加法的思想来建立复合剪力键抗剪承载能力计算公式,期间根据数理统计分析方法引入可靠度系数并对其进行求解,最终得到不同布置形式的复合剪力键承载力计算公式,结果表明公式计算值与试验值差值较小,所得公式可用于同类复合剪力键的承载力预测。

关键词：钢-混组合结构剪力连接件推出试验钢-连续纤维复合筋有限元分析

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