考慮界面滑移效應的鋼—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構形式,充分發(fā)揮了橋面板混凝土材料抗壓強度高和鋼梁鋼材抗拉、抗壓強度均高的材料特性。對于鋼-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的存在,會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,又具有斜拉橋跨徑大、受力復雜等特點。本文主要研究考慮界面滑移效應的鋼-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6組推出試驗,分析膨脹混凝土推出試驗試件抗剪承載力、荷載-滑移規(guī)律和受力破壞特性,以及剪力釘直徑、剪力釘長度、混凝土膨脹劑對剪力釘抗剪性能的影響。通過試驗和分析,有如下結論,膨脹混凝土材料對于剪力釘抗剪性能影響較小,膨脹混凝土材料推出試驗試件的剪力釘荷載-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,剪力釘長度對于剪力釘抗剪能力影響較小。(2)膨脹混凝土試件推出

3、試驗數(shù)值模擬研究。建立數(shù)值模擬模型,與推出試驗結果相驗證,并進一步分析剪力釘尺寸等因素對剪力釘抗剪承載力的影響規(guī)律,分析推出試驗中剪力釘?shù)膽?、應變變化?guī)律。有如下結論,對于膨脹混凝土試件,抗剪承載力與剪力釘橫截面積成正比關系,剪力釘長度對剪力釘承載力及荷載-滑移曲線的影響較小;剪力釘軸向應力最大值分布在距剪力釘根部約4cm以內(nèi),剪應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,應力增長越快,越早達到屈服應力。(3)界面滑移效應對鋼-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對主梁受力性能的影響。有如下結論,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,并對組合梁的橋面板及鋼箱梁受力產(chǎn)生不利影響,計算時應當加以考慮。(4)鋼-混組合梁斜拉橋主梁施工階段實橋試驗研究。依托青蘭線黃河公路大橋項目,采用在實橋關鍵截面埋設溫度應變計的方式,開展斜拉橋主梁橋面體系力學性能及梁板協(xié)同工作性能實橋試驗研究,分析斜拉橋主梁橋面體系的應變

5、應力變化規(guī)律及其影響因素,并進一步研究組合梁梁板協(xié)同工作性能。有如下結論,濕接縫混凝土澆筑約7天后,濕接縫內(nèi)部測點的應變值變化大致和測點的溫度變化呈反比關系;不同位置的濕接縫,應變變化不相同,存在相對薄弱的位置;施工工況對濕接縫應力應變存在一定影響;溫度變化是影響鋼箱梁應變應力的重要因素;濕接縫的底面與對應位置的鋼箱梁頂板縱橋向應變存在相對應變差,相對應變差值的變化與溫度變化大致成正比關系。