本文選題：鋼-混凝土結合段　切入點：混合梁　出處：《長安大學》2015年博士論文

【摘要】：隨著我國經濟技術的發(fā)展,斜拉橋在最近十年內的應用愈加廣泛,跨徑范圍從幾百米到上千米,結構形式更是多種多樣。鋼-混凝土混合梁憑借其優(yōu)越的性能,成為大跨徑斜拉橋常用的主梁形式。大跨徑混合梁斜拉橋的設計的關鍵在于鋼-混結合段的受力性能以及其是否能有效傳遞荷載。本文以九江長江大橋為工程背景,以大尺寸模型試驗為主,并結合采用有限元數(shù)值模擬和理論分析的研究手段,從鋼-混結合段整體受力性能、結合段傳力機理和鋼梁過渡段受力性能、局部PBL剪力鍵靜力和疲勞性能三個層面,系統(tǒng)地研究了大跨徑混合梁斜拉橋結合段受力性能。主要研究內容如下:(1)為整體把握結合段的受力性能,并指導本文模型試驗的開展,建立考慮鋼-混凝土相對滑移和接觸的結合段全尺寸實體-板殼有限元精細化計算模型,分別計算在最不利正彎矩和最不利軸力工況作用下,鋼梁段、混凝土梁段、結合段連接件的受力狀態(tài),總體上對結合段的受力性能進行了把握。研究結果表明:結合段整體受力合理,各部件應力均處于彈性階段,且焊釘連接件與開孔板傳力可靠,能保證結合段的傳力性能。(2)設計了縮尺比為1:2的結合段模型試件,并按照實際內力設置了加載條件和邊界條件,開展了結合段的受力性能試驗研究。試驗結果表明,各工況下的各部分應力、應變處于彈性階段,結合段受力性能良好;九江長江公路大橋鋼-混結合段滿足承載力要求,且具有一定的安全儲備;該種形式的結合段受力合理,適合在大跨徑混凝土主梁中采用。(3)選取實橋受力最不利的格室,并變換其構造形式,制作兩個1:2縮尺的模型試件,進行承載能力加載試驗,研究不同構造形式的結合段的傳力機理及破壞形態(tài)。依據(jù)試驗和計算結果,探討了結合段的傳力路徑,分析了傳力模式、比例和面積,以及應力擴散的均勻性和有效性。(4)通過縮尺比為1:2的模型加載試驗,研究不同構造形式的鋼梁加勁過渡段的應力分布規(guī)律、破壞模式及承載能力。研究結果表明:各試件過渡端部均先于試件其他部位進入塑性階段,即過渡端部是鋼梁過渡段受力最薄弱部位。在過渡端部設置橫隔板不但可以明顯減小其應力集中度,同時也限制了附近底板的面外變形。(5)為研究結合部傳力關鍵部件—PBL剪力鍵的受力性能,開展了PBL剪力鍵的靜力和疲勞性能試驗研究,其中靜力加載試件7個,包括3個無貫通鋼筋的PBL鍵試件和4個有貫通鋼筋的PBL鍵試件;疲勞加載試件10個,主要研究參數(shù)為疲勞加載幅。研究結果表明:有貫通鋼筋PBL剪力鍵結構試件極限承載力均值高于無貫通鋼筋PBL剪力鍵結構試件極限承載力均值,加載方式對試件達到極限承載力后的滑移曲線影響較大;有貫通鋼筋PBL剪力鍵結構試件疲勞破壞特征為混凝土榫破碎,并且貫通鋼筋被剪斷。同時,通過疲勞試驗擬合得到失效概率為50%與2.3%時的荷載與疲勞壽命曲線方程。
[Abstract]:闅忕潃鎴戝浗緇忔祹鎶，

本文編號：1683459