公路鋼-混組合梁橋面板受力特性與工程對策研究
發(fā)布時間：2021-08-11 07:42
鋼-混凝土組合梁是一種近些年全面發(fā)展的新型結構型式,因其質量輕、性能高強及良好的抗疲勞耐久性而具有良好的工程應用前景。但目前的組合板試驗構件大部分采用兩端簡支板,加載方式也采用常規(guī)的四分點加載,對于鋼-混凝土組合板在負彎矩區(qū)域的受力行為研究甚少。本文對工程依托的橋面板有限元軟件Abaqus對內力進行模擬計算,選取了雙向板中的短邊方向來開展組合梁負彎矩區(qū)域橋面板受力性能的研究。根據研究方向設計和制作了三個不同厚度的1:5縮尺模型,對模型進行了有限元預分析,得到了不同厚度橋面板空間應力分布狀態(tài)與傳遞方式;橋面板厚度與負彎矩區(qū)域的抗剪性能關系;橫梁上方的剪力釘起著負彎矩區(qū)域的抗拉拔作用;橋面板越薄,剪力釘承受的拉拔力就越大的結果。然后進行了靜載、破壞試驗,發(fā)現不同厚度下橋面板破壞形式;橋面板的厚度對靜載時的受力狀態(tài)和極限承載力影響及變化;破壞階段橋面板、鋼筋的應力及變化,對比了不同模型破壞荷載及彎矩,證明此類橋面板在工程中安全可靠,但同時設計也偏保守,導致性能過剩,增大了成本。最后對組合梁栓釘疲勞剪切破壞、鋼梁受拉翼緣受拉破壞兩個主要破壞形式的破壞機理進行分析,從設計和施工對控制開裂和應對結...
【文章來源】：山東交通學院山東省
【文章頁數】：73 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
混凝土梁、鋼梁和組合梁受力及破壞模式示意圖
合成整體[6]，如圖1-2所示對于只使用一個鋼箱梁的匝道橋，可采用單箱多室的鋼梁截面多個鋼箱梁間通過橫梁或斜撐連接，為了保證施工過程中的穩(wěn)定性橋面板多采用預制板與后澆混凝土所組成的組合板，能夠方便施工且?guī)缀醪辉黾映杀綶7]。圖 1-2 箱形鋼-混凝土組合梁橋截面為推進鋼結構橋梁建設，交通運輸部于 2016 年 7 月印發(fā)了《關于推進公路鋼結構橋梁建設的指導意見》，對包括鋼混組合橋梁在內的公路鋼結構橋梁提出了新建大跨、特大跨徑橋梁以鋼結構為主，新改建其他橋梁鋼結構比例明顯提高的目標。提出了重視鋼結構橋梁的構造設計、積極開展《公路鋼混組合橋梁設計與施工規(guī)范》等相關標準規(guī)范和知識技能的專項培訓等七項主要措施[8]。作為橋梁結構的重要組成部分之一的橋面板，因直接承受橋面鋪裝傳遞而來的車輛荷載
通常與混凝土橋面板不連接。為滿足連續(xù)組合梁在支座處的穩(wěn)定性及承載力的要求，縱向鋼梁在支座區(qū)域設計的厚度較大，最厚可達150mm。此類組合橋梁的典型截面如圖1-2-1所示。當橋面較寬使得兩根縱向鋼梁間的混凝土橋面板跨度較大或混凝土橋面板翼緣外挑長度較大時，還需要在橋面板內張拉橫向預應力或布置橫向懸臂鋼梁。對于帶有人行道的組合橋梁，混凝土橋面板懸臂長度不宜超過2.5m，承擔車輛荷載時懸臂長度還需要適當減小。此外，用鋼桁架代替鋼梁所形成的桁架組合橋，可以獲得更好的通透性和美觀性，但梁高較大，設計比較復雜，對節(jié)點處構造和連接的要求也較高。圖 1-2-1 鋼板梁-混凝土組合橋截面箱形截面組合梁橋的抗扭剛度很高，因此較工字形截面組合橋具有更高的穩(wěn)定性和更大的剛度，適用于跨高比較大及扭轉作用較大的跨線橋和彎橋，例如城市立交中的匝道橋和引橋等。由于鋼箱梁的成本較鋼板梁高
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于ABAQUS鋼管混凝土-鋼箱組合梁的彈塑性研究[J]. 鐘晨,鄧家寶,朱旭峰. 江西建材. 2018(13)
[2]基于ABAQUS的栓釘連接件承載能力分析及驗證[J]. 汪炳,黃僑,榮學亮. 中外公路. 2017(02)
[3]鋼-混凝土組合梁的研究現狀與展望[J]. 李杰,張云龍,叢曉輝,王靜. 吉林建筑大學學報. 2016(06)
[4]鋼與混凝土界面的基本物理參數測試[J]. 蘇慶田,杜霄,李晨翔,姜旭. 同濟大學學報(自然科學版). 2016(04)
[5]我國鋼-混凝土組合結構橋梁研究進展及工程應用[J]. 王艷花. 建筑知識. 2016(03)
[6]鋼混組合結構中剪力釘群的力學性能及破壞機理試驗研究[J]. 黃彩萍,張仲先,鄭舟軍,譚燕. 武漢理工大學學報. 2015(02)
[7]ABAQUS混凝土塑性損傷模型概述[J]. 孫慶昭. 重慶建筑. 2014(11)
[8]中國橋梁工程學術研究綜述·2014[J]. 馬建,孫守增,楊琦,趙文義,王磊,馬勇,劉輝,張偉偉,陳紅燕,陳磊,康軍. 中國公路學報. 2014(05)
[9]鋼-混凝土組合連梁研究現狀及其發(fā)展[J]. 史慶軒,田建勃,王南,郭智峰. 建筑結構. 2014(09)
[10]我國鋼-混凝土組合結構橋梁研究進展及工程應用[J]. 陳寶春,牟廷敏,陳宜言,黃冀卓. 建筑結構學報. 2013(S1)
博士論文
[1]基于鋪裝一體化的正交異性鋼—混凝土組合橋面系模型試驗與理論研究[D]. 傅梅珍.長安大學 2015
[2]鐵路鋼—混凝土組合橋及剪力連接件的研究[D]. 侯文崎.中南大學 2010
碩士論文
[1]鋼—混凝土組合梁橋設計計算方法研究[D]. 郭晶.吉林建筑大學 2015
[2]基于ABAQUS的鋼—混凝土組合梁鋼框架抗震性能研究[D]. 宋毛毛.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[3]鋼混組合結構中剪力連接件試驗研究[D]. 肖林.西南交通大學 2008
本文編號：3335769
【文章來源】：山東交通學院山東省
【文章頁數】：73 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
混凝土梁、鋼梁和組合梁受力及破壞模式示意圖
合成整體[6]，如圖1-2所示對于只使用一個鋼箱梁的匝道橋，可采用單箱多室的鋼梁截面多個鋼箱梁間通過橫梁或斜撐連接，為了保證施工過程中的穩(wěn)定性橋面板多采用預制板與后澆混凝土所組成的組合板，能夠方便施工且?guī)缀醪辉黾映杀綶7]。圖 1-2 箱形鋼-混凝土組合梁橋截面為推進鋼結構橋梁建設，交通運輸部于 2016 年 7 月印發(fā)了《關于推進公路鋼結構橋梁建設的指導意見》，對包括鋼混組合橋梁在內的公路鋼結構橋梁提出了新建大跨、特大跨徑橋梁以鋼結構為主，新改建其他橋梁鋼結構比例明顯提高的目標。提出了重視鋼結構橋梁的構造設計、積極開展《公路鋼混組合橋梁設計與施工規(guī)范》等相關標準規(guī)范和知識技能的專項培訓等七項主要措施[8]。作為橋梁結構的重要組成部分之一的橋面板，因直接承受橋面鋪裝傳遞而來的車輛荷載
通常與混凝土橋面板不連接。為滿足連續(xù)組合梁在支座處的穩(wěn)定性及承載力的要求，縱向鋼梁在支座區(qū)域設計的厚度較大，最厚可達150mm。此類組合橋梁的典型截面如圖1-2-1所示。當橋面較寬使得兩根縱向鋼梁間的混凝土橋面板跨度較大或混凝土橋面板翼緣外挑長度較大時，還需要在橋面板內張拉橫向預應力或布置橫向懸臂鋼梁。對于帶有人行道的組合橋梁，混凝土橋面板懸臂長度不宜超過2.5m，承擔車輛荷載時懸臂長度還需要適當減小。此外，用鋼桁架代替鋼梁所形成的桁架組合橋，可以獲得更好的通透性和美觀性，但梁高較大，設計比較復雜，對節(jié)點處構造和連接的要求也較高。圖 1-2-1 鋼板梁-混凝土組合橋截面箱形截面組合梁橋的抗扭剛度很高，因此較工字形截面組合橋具有更高的穩(wěn)定性和更大的剛度，適用于跨高比較大及扭轉作用較大的跨線橋和彎橋，例如城市立交中的匝道橋和引橋等。由于鋼箱梁的成本較鋼板梁高
【參考文獻】：
期刊論文
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[3]鋼-混凝土組合梁的研究現狀與展望[J]. 李杰,張云龍,叢曉輝,王靜. 吉林建筑大學學報. 2016(06)
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[5]我國鋼-混凝土組合結構橋梁研究進展及工程應用[J]. 王艷花. 建筑知識. 2016(03)
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[8]中國橋梁工程學術研究綜述·2014[J]. 馬建,孫守增,楊琦,趙文義,王磊,馬勇,劉輝,張偉偉,陳紅燕,陳磊,康軍. 中國公路學報. 2014(05)
[9]鋼-混凝土組合連梁研究現狀及其發(fā)展[J]. 史慶軒,田建勃,王南,郭智峰. 建筑結構. 2014(09)
[10]我國鋼-混凝土組合結構橋梁研究進展及工程應用[J]. 陳寶春,牟廷敏,陳宜言,黃冀卓. 建筑結構學報. 2013(S1)
博士論文
[1]基于鋪裝一體化的正交異性鋼—混凝土組合橋面系模型試驗與理論研究[D]. 傅梅珍.長安大學 2015
[2]鐵路鋼—混凝土組合橋及剪力連接件的研究[D]. 侯文崎.中南大學 2010
碩士論文
[1]鋼—混凝土組合梁橋設計計算方法研究[D]. 郭晶.吉林建筑大學 2015
[2]基于ABAQUS的鋼—混凝土組合梁鋼框架抗震性能研究[D]. 宋毛毛.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[3]鋼混組合結構中剪力連接件試驗研究[D]. 肖林.西南交通大學 2008
本文編號：3335769
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