【摘要】：組合-混凝土混合連續(xù)梁橋(中跨部分梁段采用鋼-混凝土組合梁的形式,邊跨以及伸入中跨的部分梁段采用預(yù)應(yīng)力混凝土梁的形式)作為一種新型混合結(jié)構(gòu)梁橋由于其良好的力學(xué)性能,將成為橋梁體系發(fā)展的重要方向之一。而剪力連接件作為鋼和混凝土之間主要的傳力構(gòu)件,其力學(xué)性能對橋梁結(jié)構(gòu)整體的經(jīng)濟(jì)性、使用性和耐久性有著舉足輕重的作用。目前,焊釘連接件和PBL剪力連接件是混合結(jié)構(gòu)體系中使用最為廣泛的抗剪連接件。焊釘連接件力學(xué)性能較為簡單,由于不需要考慮受力方向問題,布置起來方便,并且其具有一定的抗分離能力,是早期混合結(jié)構(gòu)常用的連接件之一,但采用該種連接方式時(shí),結(jié)合部鋼格室中的焊接難度較大,焊釘較多時(shí)施工不方便,并且作為柔性抗剪連接件的一種,焊釘抗疲勞性能較差。PBL剪力連接件承載能力強(qiáng),和焊釘相比施工便捷、抗疲勞性能好,被廣泛的應(yīng)用于混合結(jié)構(gòu)梁橋,其荷載的傳遞主要依靠板上圓孔內(nèi)混凝土的銷栓作用,但開孔板的存在也影響了結(jié)合部填充混凝土的整體性。本文以某三跨組合-混凝土混合連續(xù)梁橋?yàn)楸尘?基于上述焊釘和PBL剪力連接件各自的優(yōu)缺點(diǎn),設(shè)計(jì)一種新型連接形式—復(fù)合剪力連接件,即:焊釘連接件和PBL剪力連接件共同使用于結(jié)合部鋼梁腹板,并運(yùn)用通用有限元分析軟件ANSYS對分別采用焊釘連接件、PBL剪力連接件和復(fù)合剪力連接件的組合-混凝土混合連續(xù)梁橋結(jié)合部局部模型進(jìn)行仿真分析。結(jié)果表明:三種連接件受力均沒有超過其極限承載力,可以在設(shè)計(jì)荷載下安全的發(fā)揮其性能;相比于PBL剪力連接件,采用焊釘連接件和復(fù)合剪力連接件結(jié)合部填充混凝土中應(yīng)力過渡平緩,受力最好;沿橋橫向,焊釘連接件剪力分布較均勻,復(fù)合剪力連接件應(yīng)力分布很不均勻;另外,復(fù)合剪力連接件剪力分配并不均勻,剛度較大的PBL剪力連接件所承擔(dān)的剪力值比剛度較小的焊釘連接件大,同種類型連接件,離承壓板越遠(yuǎn),所承擔(dān)的剪力值越大,各腹板上PBL剪力連接件承擔(dān)了大約70%的剪力值,而焊釘連接件承擔(dān)了大約30%的剪力值。
[Abstract]:Composite-concrete hybrid continuous beam bridge (the middle-span section of the beam is in the form of a steel-concrete composite beam. As a new type of hybrid structure bridge, the side-span and the section of the beam extending into the middle span will be one of the important directions for the development of the bridge system because of its good mechanical properties. The prestressed concrete beam is used as the form of the prestressed concrete beam in the side-span and the middle-span. As the main force transfer member between steel and concrete, the mechanical performance of shear connector plays an important role in the overall economy, usability and durability of the bridge structure. At present, welded nail connector and PBL shear connector are the most widely used shear connectors in hybrid structure system. The mechanical properties of welded pin joints are relatively simple. Because they do not need to consider the direction of force, they are convenient to be arranged, and they have a certain anti-separation capability. It is one of the commonly used joints in early mixed structures, but when this connection mode is adopted, it is easy to be arranged. It is difficult to weld in the joint steel cell, and it is not convenient to construct when there are many welding nails. As a kind of flexible shear joint, the fatigue resistance of the welded pin is poor. PBL shear connector has strong bearing capacity and is convenient to construct compared with the welded nail. Because of its good fatigue resistance, it is widely used in hybrid beam bridges. The load transfer mainly depends on the pin action of the concrete in the circular hole on the slab, but the existence of the perforated plate also affects the integrity of the concrete filled in the joint. Based on the background of a three-span composite-concrete hybrid continuous beam bridge, based on the advantages and disadvantages of the welded stud and the PBL shear connector, a new type of connection-composite shear connector is designed in this paper. That is, the welded nail connector and the PBL shear connector are used in the steel beam webs of the joint, and the welded nail connectors are adopted respectively by using the general finite element analysis software ANSYS. The local model of the composite-concrete hybrid continuous beam bridge of PBL shear connector and composite shear connector is simulated and analyzed. The results show that the load of the three joints does not exceed their ultimate bearing capacity and can be used safely under the design load. Compared with PBL shear connector, the joint of welded nail connector and composite shear connector is used to fill the concrete with smooth stress transition, and the stress is the best. Along the lateral side of the bridge, the shear force distribution of the welded stud connector is more uniform, and the stress distribution of the composite shear connector is very uneven. In addition, the shear distribution of composite shear connector is not uniform, and the shear value of PBL shear connector with larger stiffness is larger than that of welded nail connector with smaller stiffness, and the farther away from the bearing plate, the greater the shear value is borne by the same type of connector. The PBL shear connectors on the web bear about 70% of the shear force, while the welded studs bear about 30% of the shear values.
【學(xué)位授予單位】：吉林建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U441

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本文編號：2431092