【摘要】：波形鋼腹板箱梁梁橋是一種新型橋梁形式。本文通過有限元分析計(jì)算和試驗(yàn)研究,解決了波形鋼腹板箱梁腹板剪切屈曲及抗剪承載力計(jì)算方法中的一些問題。本文研究對(duì)象為波形鋼腹板箱梁中的腹板。在研究中,完整地建立箱梁有限元模型或制作完整箱梁試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠硌芯科涓拱宓募羟行阅軇t沒有必要。通過有限元計(jì)算的方法,對(duì)實(shí)際波形鋼腹板箱梁結(jié)構(gòu)作了一定的簡(jiǎn)化。彈性剪切屈曲強(qiáng)度計(jì)算是波形鋼腹板研究的一個(gè)重要問題,且由于其幾何外形和屈曲形式復(fù)雜,需考慮幾何參數(shù)多,精度高且適用范圍廣的臨界應(yīng)力計(jì)算方法成為研究重點(diǎn)。在已有理論研究基礎(chǔ)上,借助大量有限元數(shù)值模擬結(jié)果,依次分析了影響波形鋼腹板局部屈曲、整體屈曲臨界應(yīng)力簡(jiǎn)化計(jì)算公式的幾何參數(shù),并通過數(shù)值計(jì)算結(jié)果與簡(jiǎn)化計(jì)算方法的對(duì)比和參數(shù)分析法,提出了更高精度的修正計(jì)算公式;在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步分析影響波板合成屈曲和臨界應(yīng)力的關(guān)鍵因素,提出了適用范圍較廣,綜合考慮局部屈曲、整體屈曲以及合成屈曲三種屈曲模式的波板臨界應(yīng)力建議計(jì)算式,并給定了計(jì)算公式的合理使用范圍。經(jīng)算例比較表明,建議計(jì)算公式具有較好的計(jì)算精度,為研究波板抗剪承載力奠定了基礎(chǔ)。采用試驗(yàn)的方法,研究波形腹板的抗剪性能。通過試驗(yàn)現(xiàn)象得到波形鋼腹板幾何尺寸與屈曲模態(tài)的關(guān)系;通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理分析,得到腹板高度上的剪應(yīng)力分布情況、抗剪極限承載力以及屈曲后承載力與波形鋼腹板幾何尺寸的關(guān)系。探討了目前各國(guó)規(guī)范中使用的以及各國(guó)學(xué)者研究得到的波形鋼腹板抗剪承載力計(jì)算方法,并對(duì)這些常用的計(jì)算方法的適用性和局限性做了初步的討論和分析。以已有理論為基礎(chǔ),結(jié)合本文以及世界各國(guó)波板抗剪承載力試驗(yàn)數(shù)據(jù),通過分析研究,提出了考慮各種剪切破壞相互作用的抗剪承載力計(jì)算方法,并給出公式的適用范圍。將本文提出的抗剪承載力計(jì)算方法與已有常用的幾個(gè)計(jì)算方法進(jìn)行對(duì)比,分析各個(gè)計(jì)算方法的適用性與局限性。收集世界各地已建波形鋼腹板箱梁腹板的幾何尺寸,建立非線性有限元模型。將建議公式與有限元結(jié)果進(jìn)行比對(duì),結(jié)果表明,公式精度較高。
【圖文】：

并且有了一定的成果。清華大學(xué)、重慶交通大學(xué)、湖南大學(xué)等少數(shù)單位對(duì)波形鋼腹板箱梁這種結(jié)構(gòu)的鋼腹板屈曲強(qiáng)度、彎曲特性等方面進(jìn)行一的研究。波形鋼腹板箱梁這種新型的結(jié)構(gòu)有諸多優(yōu)點(diǎn)[2]，并且有很大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)與普通混凝土箱梁相比，因?yàn)楦拱逵貌ㄐ武摯�，自重大幅降低；波形鋼腹梁腹板上的彎矩可以基本忽略，而彎矩只由混凝土頂�(shù)装宄袚?dān)，波形鋼腹板只承擔(dān)剪力[3]，材料的使用效率大幅提高；普通混凝土箱梁的預(yù)應(yīng)力束一般都在箱梁的內(nèi)部，不方便橋梁后期的維修和養(yǎng)護(hù)，而波形鋼箱梁一般使用體外體外束方便更換和修復(fù)，利于橋梁后期的養(yǎng)護(hù)[4]；和平鋼腹板相比，波形鋼腹承受更大的剪力，抗剪屈曲強(qiáng)度高，波形鋼板只要較小的厚度就可以抵抗相剪力作用。與國(guó)內(nèi)采用較多的槽形截面鋼箱梁結(jié)合混凝土橋面板相比，鋼材較省，，降低了造價(jià)。目前，波形鋼腹板箱梁的截面形式主要有兩種，將兩片鋼腹板垂直放置，并與混凝土頂?shù)装逑噙B的，稱為直腹板式波形鋼腹板箱梁 1-1）；將兩片波形鋼腹板傾斜放置，并與混凝土頂?shù)装逑噙B的，稱為斜腹板形鋼腹板箱梁（圖 1-2）。本文只對(duì)直腹板式波形鋼腹板箱梁腹板的剪切屈曲剪承載力進(jìn)行研究。

并且有了一定的成果。清華大學(xué)、重慶交通大學(xué)、湖南大學(xué)等少數(shù)單位對(duì)波形鋼腹板箱梁這種結(jié)構(gòu)的鋼腹板屈曲強(qiáng)度、彎曲特性等方面進(jìn)行一的研究。波形鋼腹板箱梁這種新型的結(jié)構(gòu)有諸多優(yōu)點(diǎn)[2]，并且有很大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)與普通混凝土箱梁相比，因?yàn)楦拱逵貌ㄐ武摯�，自重大幅降低；波形鋼腹梁腹板上的彎矩可以基本忽略，而彎矩只由混凝土頂�(shù)装宄袚?dān)，波形鋼腹板只承擔(dān)剪力[3]，材料的使用效率大幅提高；普通混凝土箱梁的預(yù)應(yīng)力束一般都在箱梁的內(nèi)部，不方便橋梁后期的維修和養(yǎng)護(hù)，而波形鋼箱梁一般使用體外體外束方便更換和修復(fù)，利于橋梁后期的養(yǎng)護(hù)[4]；和平鋼腹板相比，波形鋼腹承受更大的剪力，抗剪屈曲強(qiáng)度高，波形鋼板只要較小的厚度就可以抵抗相剪力作用。與國(guó)內(nèi)采用較多的槽形截面鋼箱梁結(jié)合混凝土橋面板相比，鋼材較省，降低了造價(jià)。目前，波形鋼腹板箱梁的截面形式主要有兩種，將兩片鋼腹板垂直放置，并與混凝土頂?shù)装逑噙B的，稱為直腹板式波形鋼腹板箱梁 1-1）；將兩片波形鋼腹板傾斜放置，并與混凝土頂?shù)装逑噙B的，稱為斜腹板形鋼腹板箱梁（圖 1-2）。本文只對(duì)直腹板式波形鋼腹板箱梁腹板的剪切屈曲剪承載力進(jìn)行研究。
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U441

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 李立峰;侯立超;孫君翠;;波形鋼腹板抗剪性能的研究[J];湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年11期

2 朱力;蔡建軍;聶建國(guó);;波形鋼腹板的彈性剪切屈曲強(qiáng)度[J];工程力學(xué);2013年07期

3 李燕飛;杜守建;牟軍;;沿海地區(qū)混凝土橋梁耐久性現(xiàn)狀研究[J];市政技術(shù);2013年04期

4 聶建國(guó);朱力;唐亮;;波形鋼腹板的抗剪強(qiáng)度[J];土木工程學(xué)報(bào);2013年06期

5 聶建國(guó);唐亮;;基于彈性扭轉(zhuǎn)約束邊界的波形鋼板整體剪切屈曲分析[J];工程力學(xué);2008年03期

6 鐘豪;徐君蘭;顧安邦;胡旭輝;;波紋鋼腹板PC組合箱梁的抗剪連接鍵分析[J];重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào);2006年03期

7 徐君蘭,顧安邦;波形鋼腹板組合箱梁橋的結(jié)構(gòu)與受力分析[J];重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào);2005年02期

8 李艷文,張文志,高艾華,賈春玉;全波紋腹板H型鋼腹板屈曲性能分析[J];燕山大學(xué)學(xué)報(bào);2001年04期

本文編號(hào)：2645606