考慮界面滑移效應(yīng)的鋼—混組合梁斜拉橋主梁受力性能研究.docx

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1、考慮界面滑移效應(yīng)的鋼—混組合梁斜拉橋主梁受力性能研究鋼-混凝土組合梁橋是一種采用抗剪連接件將鋼梁與混凝土橋面板連接成整體并共同受力的橋梁結(jié)構(gòu)形式,充分發(fā)揮了橋面板混凝土材料抗壓強(qiáng)度高和鋼梁鋼材抗拉、抗壓強(qiáng)度均高的材料特性。對(duì)于鋼-混凝土組合梁橋,鋼梁和混凝土橋面板二者間的連接狀況決定了鋼-混組合梁的整體受力性能,而鋼-混組合梁界面處滑移效應(yīng)的存在,會(huì)影響組合梁橋面板和鋼梁的共同受力。鋼-混組合梁斜拉橋作為一種鋼-混凝土組合梁橋,既具有組合梁橋的特點(diǎn),又具有斜拉橋跨徑大、受力復(fù)雜等特點(diǎn)。本文主要研究考慮界面滑移效應(yīng)的鋼-混

2、組合梁斜拉橋主梁的受力性能,完成的工作及成果如下:(1)膨脹混凝土試件剪力釘受力性能及承載力分析。通過(guò)6組推出試驗(yàn),分析膨脹混凝土推出試驗(yàn)試件抗剪承載力、荷載-滑移規(guī)律和受力破壞特性,以及剪力釘直徑、剪力釘長(zhǎng)度、混凝土膨脹劑對(duì)剪力釘抗剪性能的影響。通過(guò)試驗(yàn)和分析,有如下結(jié)論,膨脹混凝土材料對(duì)于剪力釘抗剪性能影響較小,膨脹混凝土材料推出試驗(yàn)試件的剪力釘荷載-滑移規(guī)律及受力破壞特性與普通混凝土材料試件類似;剪力釘直徑是影響膨脹混凝土試件剪力釘抗剪性能的最主要因素,剪力釘長(zhǎng)度對(duì)于剪力釘抗剪能力影響較小。(2)膨脹混凝土試件推出

3、試驗(yàn)數(shù)值模擬研究。建立數(shù)值模擬模型,與推出試驗(yàn)結(jié)果相驗(yàn)證,并進(jìn)一步分析剪力釘尺寸等因素對(duì)剪力釘抗剪承載力的影響規(guī)律,分析推出試驗(yàn)中剪力釘?shù)膽?yīng)力、應(yīng)變變化規(guī)律。有如下結(jié)論,對(duì)于膨脹混凝土試件,抗剪承載力與剪力釘橫截面積成正比關(guān)系,剪力釘長(zhǎng)度對(duì)剪力釘承載力及荷載-滑移曲線的影響較小;剪力釘軸向應(yīng)力最大值分布在距剪力釘根部約4cm以內(nèi),剪應(yīng)力最大值分布在距剪力釘根部0.5cm內(nèi),距剪力釘根部距離越近,應(yīng)力增長(zhǎng)越快,越早達(dá)到屈服應(yīng)力。(3)界面滑移效應(yīng)對(duì)鋼-混組合梁斜拉橋主梁受力性能影響數(shù)值模擬研究。依托青蘭線黃河公路大橋項(xiàng)目,

4、建立鋼-混組合梁斜拉橋整橋數(shù)值模擬模型,根據(jù)實(shí)橋工況,選取兩種有代表性的施工階段及兩種有代表性的成橋荷載工況,分析組合梁界面滑移分布及界面滑移效應(yīng)對(duì)主梁受力性能的影響。有如下結(jié)論,組合梁界面滑移最大值分布在中跨跨中;組合梁界面滑移引起斜拉橋主梁撓度增大,并對(duì)組合梁的橋面板及鋼箱梁受力產(chǎn)生不利影響,計(jì)算時(shí)應(yīng)當(dāng)加以考慮。(4)鋼-混組合梁斜拉橋主梁施工階段實(shí)橋試驗(yàn)研究。依托青蘭線黃河公路大橋項(xiàng)目,采用在實(shí)橋關(guān)鍵截面埋設(shè)溫度應(yīng)變計(jì)的方式,開(kāi)展斜拉橋主梁橋面體系力學(xué)性能及梁板協(xié)同工作性能實(shí)橋試驗(yàn)研究,分析斜拉橋主梁橋面體系的應(yīng)變

5、應(yīng)力變化規(guī)律及其影響因素,并進(jìn)一步研究組合梁梁板協(xié)同工作性能。有如下結(jié)論,濕接縫混凝土澆筑約7天后,濕接縫內(nèi)部測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變值變化大致和測(cè)點(diǎn)的溫度變化呈反比關(guān)系;不同位置的濕接縫,應(yīng)變變化不相同,存在相對(duì)薄弱的位置;施工工況對(duì)濕接縫應(yīng)力應(yīng)變存在一定影響;溫度變化是影響鋼箱梁應(yīng)變應(yīng)力的重要因素;濕接縫的底面與對(duì)應(yīng)位置的鋼箱梁頂板縱橋向應(yīng)變存在相對(duì)應(yīng)變差,相對(duì)應(yīng)變差值的變化與溫度變化大致成正比關(guān)系。