【摘要】：為解決常規(guī)鋼-預(yù)制混凝土橋道板組合梁剪力鍵預(yù)留孔和板間現(xiàn)澆接縫易開裂的問題,提出了帶預(yù)埋抗剪栓釘(PCSS)剪力鍵的裝配式鋼桁-混凝土組合梁(Prefabricated Steel Truss-concrete Composite Beam,PSTC),為考察其抗裂性能,在介紹基本概念的基礎(chǔ)上,闡述了PSTC組合梁的制作方法,進(jìn)行了1組3個帶預(yù)應(yīng)力的PSTC組合梁負(fù)彎矩區(qū)段加載試驗(yàn),并分析了在負(fù)彎矩作用的開裂極限狀態(tài)下PSTC組合梁截面應(yīng)變的構(gòu)成特征;依據(jù)考慮滑移影響后的截面應(yīng)變協(xié)調(diào)條件和PCSS聯(lián)結(jié)構(gòu)造的剪力-滑移本構(gòu)關(guān)系,分別建立了PSTC組合梁微段內(nèi)混凝土板和鋼梁的靜力平衡方程,推導(dǎo)得到了考慮滑移后PSTC組合梁的開裂彎矩計(jì)算公式。研究結(jié)果表明:PSTC組合梁首先需要在預(yù)制混凝土板內(nèi)預(yù)埋帶栓釘?shù)募袅鬟f鋼板,然后在鋼桁梁上安裝預(yù)制混凝土板并施加縱向預(yù)應(yīng)力,最后對剪力傳遞鋼板與鋼桁梁頂面的縱縫施焊聯(lián)結(jié)形成組合梁;PSTC試驗(yàn)梁初始裂縫出現(xiàn)在加載點(diǎn)附近的混凝土板邊,開裂荷載隨混凝土板預(yù)應(yīng)力的增大而增大,相鄰預(yù)制板間接縫的初始裂縫均略晚于板內(nèi)首條裂縫出現(xiàn),PSTC組合梁無明顯的抗裂薄弱部位;得到的計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合良好,可為同類橋梁提供參考。
【圖文】：

圖１ＰＳＴＣ組合梁Ｆｉｇ．１ＰＳＴＣＣｏｍｐｏｓｉｔｅＢｅａｍ①預(yù)制混凝土橋道板，在預(yù)制橋道板肋中預(yù)埋帶栓釘?shù)募袅鬟f鋼板［１４］；②在鋼桁梁上按順序安裝預(yù)制混凝土橋道板，相鄰板的橫向接縫涂抹黏結(jié)膠；③對混凝土橋道板穿束施加縱向預(yù)應(yīng)力；④對橋道板肋的預(yù)埋剪力傳遞豎鋼板與鋼桁頂板間的縱縫施焊聯(lián)結(jié)形成組合梁。ＰＳＴＣ的構(gòu)造原理是：先對預(yù)制橋道板穿束施加縱向預(yù)應(yīng)力接整，并使橋道板獲得期望的預(yù)壓應(yīng)力，再通過焊接剪力傳遞豎鋼板與鋼桁頂板的縱向接縫形成組合梁。由此簡化預(yù)制橋道板的接縫構(gòu)造，板間無需設(shè)置企口或扣環(huán)現(xiàn)澆混凝土接縫構(gòu)造，而代之以涂抹黏結(jié)膠聯(lián)結(jié)；避免了局部現(xiàn)澆混凝土繁瑣施工，克服了由現(xiàn)澆混凝土收縮徐變等不定性引起后期開裂病害隱患；所施加的預(yù)應(yīng)力全部由預(yù)制橋道板承受，提高了橋道板預(yù)應(yīng)力的有效性。２試驗(yàn)梁制作及加載方案為深化認(rèn)識ＰＳＴＣ在負(fù)彎矩作用下的抗裂性能及結(jié)構(gòu)行為，制作了３根不同預(yù)應(yīng)力度的ＰＳＴＣ試驗(yàn)梁，開展了在負(fù)彎矩作用下從加載到破壞的ＰＳＴＣ梁全過程試驗(yàn)研究。２．１試驗(yàn)梁制作如圖２，３所示，ＰＳＴＣ－１～ＰＳＴＣ－３試驗(yàn)梁的計(jì)算跨徑均為７０００ｍｍ，總高均為７７０ｍｍ。各鋼桁桿件和節(jié)點(diǎn)均采用焊接聯(lián)結(jié)。上下弦為Π型截面，斜桿和豎桿采用［型截面�；炷翗虻腊宀捎冒甙迨浇孛�，高１４０ｍｍ，頂寬５００ｍｍ。為了在同一鋼桁上弦頂面焊接３次ＰＣＳＳ剪力鍵豎鋼板，各試驗(yàn)梁的橋道板底寬分別為２５６，２２０，２０８ｍｍ，高度圖２試驗(yàn)梁立面布置（單位：ｍｍ）Ｆｉｇ．２ＥｌｅｖａｔｉｏｎＬａｙｏｕｔｏｆＴｅｓｔＢｅａｍ（

Ｃ試驗(yàn)梁，開展了在負(fù)彎矩作用下從加載到破壞的ＰＳＴＣ梁全過程試驗(yàn)研究。２．１試驗(yàn)梁制作如圖２，３所示，ＰＳＴＣ－１～ＰＳＴＣ－３試驗(yàn)梁的計(jì)算跨徑均為７０００ｍｍ，總高均為７７０ｍｍ。各鋼桁桿件和節(jié)點(diǎn)均采用焊接聯(lián)結(jié)。上下弦為Π型截面，斜桿和豎桿采用［型截面�；炷翗虻腊宀捎冒甙迨浇孛妫撸保矗埃恚�，頂寬５００ｍｍ。為了在同一鋼桁上弦頂面焊接３次ＰＣＳＳ剪力鍵豎鋼板，各試驗(yàn)梁的橋道板底寬分別為２５６，２２０，２０８ｍｍ，高度圖２試驗(yàn)梁立面布置（單位：ｍｍ）Ｆｉｇ．２ＥｌｅｖａｔｉｏｎＬａｙｏｕｔｏｆＴｅｓｔＢｅａｍ（Ｕｎｉｔ：ｍｍ）圖３試驗(yàn)梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面布置（單位：ｍｍ）Ｆｉｇ．３ＳｔａｎｄａｒｄＳｅｃｔｉｏｎｏｆＴｅｓｔＢｅａｍ（Ｕｎｉｔ：ｍｍ）為６０ｍｍ。橋道板分７塊預(yù)制，預(yù)埋５根預(yù)應(yīng)力鋼束管道。各試驗(yàn)梁的預(yù)應(yīng)力度分別為１０．６，１２．２，１２．６ＭＰａ。預(yù)制橋道板接縫黏結(jié)膠的材料性能參考了廣州４號線和上海明珠線節(jié)段拼裝梁橋的接縫膠黏劑，，并借鑒了陜西芝水溝鐵路特大橋的６４ｍ膠接縫節(jié)段預(yù)制拼裝簡支箱梁膠接縫密封性能試驗(yàn)和施工工藝試驗(yàn)研究結(jié)果。ＰＣＳＳ剪力鍵是筆者所在課題組在已有研究的基礎(chǔ)上，針對裝配式組合梁特點(diǎn)提出的新型剪力聯(lián)結(jié)構(gòu)造［１４］，課題組前期已進(jìn)行ＰＣＳＳ剪力鍵推出試驗(yàn)［１５］，試驗(yàn)結(jié)果表明：ＰＣＳＳ剪力鍵的栓釘水平放置與傳統(tǒng)的正向布置栓釘剪力鍵相比，其極限抗剪承載力和抗剪剛度均有所提高［１６］。試驗(yàn)梁中所用栓釘均為Φ１０×８０ｍｍ圓頭焊釘，材質(zhì)為ＭＬ１５，按
【作者單位】： 重慶交通大學(xué)山區(qū)橋梁與隧道工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地 重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院 武漢二航路橋特種工程有限責(zé)任公司
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51308571) 交通運(yùn)輸部應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(2013 319 814 040) 江西省交通運(yùn)輸廳科技項(xiàng)目(2014Y0007)
【分類號】：U441

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