【摘要】：鋼-混凝土組合梁由于自重輕、便于架設(shè)、抗震性能好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),在中等跨徑的直線(xiàn)橋梁及具有平曲線(xiàn)的曲線(xiàn)橋梁中得到了廣泛的應(yīng)用。曲線(xiàn)組合梁在荷載作用下會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的彎扭耦合效應(yīng),目前對(duì)這一方面的研究還有待深入。本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目《隔板式曲線(xiàn)組合梁橋彎扭作用機(jī)理及橫隔板影響效應(yīng)研究》(51108281),針對(duì)曲線(xiàn)組合梁施工階段開(kāi)口鋼梁的彎扭效應(yīng)和使用階段閉口組合梁的畸變效應(yīng)進(jìn)行了研究,主要工作及結(jié)論如下:(1)針對(duì)曲線(xiàn)組合梁在混凝土板澆筑過(guò)程中的曲線(xiàn)形開(kāi)口薄壁鋼梁,采用M/r法將其簡(jiǎn)化為直梁,根據(jù)符拉索夫約束扭轉(zhuǎn)理論和初參數(shù)法對(duì)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)進(jìn)行了求解;以截面翹曲正應(yīng)力和彎曲正應(yīng)力的最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力比為指標(biāo),發(fā)現(xiàn)曲線(xiàn)組合梁施工階段扭轉(zhuǎn)應(yīng)力比隨橫隔板數(shù)量的增加按指數(shù)規(guī)律下降,隨跨徑比的增大線(xiàn)性增加,隨跨度的增大而減小,但受鋼梁截面高度和翼緣寬度的影響很小;(2)采用M/r法將曲梁轉(zhuǎn)化為直梁,在考慮鋼梁和混凝土的材料差異,但不考慮結(jié)合面滑移的情況下,采用能量-變分法推導(dǎo)了曲線(xiàn)組合箱梁的畸變控制微分方程;(3)基于彈性地基梁理論建立了使用階段曲線(xiàn)組合箱梁的Midas/civil模型,對(duì)影響畸變效應(yīng)的因素進(jìn)行了參數(shù)分析,發(fā)現(xiàn)曲線(xiàn)組合梁畸變效應(yīng)隨橫隔板數(shù)量的增加而減小,隨跨徑比的增大線(xiàn)性增加,隨跨度的增大畸變應(yīng)力比減小,隨鋼梁腹板高度和鋼梁下翼緣寬度的增大畸變角、畸變應(yīng)力減小,混凝土板厚度對(duì)畸變效應(yīng)基本沒(méi)有影響;(4)分別給出了按照施工階段開(kāi)口截面約束扭轉(zhuǎn)理論和使用階段閉口截面畸變理論得到的曲線(xiàn)組合梁橫隔板間距計(jì)算公式,其中可以考慮組合梁的曲線(xiàn)半徑、跨度、以及希望設(shè)定的扭轉(zhuǎn)或畸變應(yīng)力比。曲線(xiàn)組合梁的橫隔板間距可按兩個(gè)公式計(jì)算結(jié)果的較小值取用。
[Abstract]:Steel-concrete composite beams are widely used in straight bridges with medium span and curved bridges with flat curves due to their advantages of light weight, easy erection, good seismic performance and structural stability. The bending and torsional coupling effect of curved composite beam is complex under load, and the research on this aspect needs to be further studied at present. This paper relies on the project supported by the National Natural Science Foundation of China < Research on bending and torsion Mechanism of curved Composite girder Bridges with diaphragm Type and influence effect of Transverse Barrier Board "(51108281), In this paper, the bending and torsion effect of open steel beam in construction stage and the distortion effect of closed composite beam in use stage are studied. The main work and conclusions are as follows: (1) for curved thin-walled steel beams with curved openings during concrete slab pouring, the method of M / r is used to simplify them to straight beams. The torsion effect is solved according to the theory of torsion constrained by Vlasov and the method of initial parameters. Taking the maximum torsional stress ratio of the section warping normal stress and bending normal stress as the index, it is found that the torsional stress ratio decreases exponentially with the increase of the number of transverse partitions in the construction stage of curved composite beams, and increases linearly with the increase of span ratio. It decreases with the increase of span, but it is little affected by the section height and flange width of steel beam. (2) the curved beam is transformed into a straight beam by using the M / R method. Considering the material difference between steel beam and concrete, but not considering the slip of the interface, the distortion control differential equation of curved composite box girder is derived by the energy-variational method. (3) based on the theory of elastic foundation beam, the Midas/civil model of curved composite box girder in use stage is established. The parameter analysis of the factors affecting the distortion effect is carried out. It is found that the distortion effect of the curved composite beam decreases with the increase of the number of transverse diaphragm. With the increase of span ratio, the distortion stress ratio decreases with the increase of span, the distortion angle decreases with the increase of steel beam web height and the width of lower flange of steel beam, the distortion stress decreases, and the thickness of concrete slab has no effect on the distortion effect. (4) according to the theory of constrained torsion of open section in construction stage and the theory of distortion of closed section in use stage, the calculation formulas of transverse diaphragm spacing of curved composite beam are given respectively, in which the radius of curve and span of composite beam can be taken into account. And the desired torsional or distorted stress ratio. The distance between transverse spacers of curved composite beams can be obtained by the smaller value of the results calculated by two formulas.
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：U441

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本文編號(hào)：2366493