大跨徑混合梁斜拉橋結(jié)合段受力性能試驗.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展，斜拉橋在最近十年內(nèi)的應(yīng)用愈加廣泛，跨徑范圍從幾百米到上千米，結(jié)構(gòu)形式更是多種多樣。鋼-混凝土混合梁憑借其優(yōu)越的性能，成為大跨徑斜拉橋常用的主梁形式。大跨徑混合梁斜拉橋的設(shè)計的關(guān)鍵在于鋼-混結(jié)合段的受力性能以及其是否能有效傳遞荷載。本文以九江長江大橋為工程背景，以大尺寸模型試驗為主，并結(jié)合采用有限元數(shù)值模擬和理論分析的研究手段，從鋼-混結(jié)合段整體受力性能、結(jié)合段傳力機理和鋼梁過渡段受力性能、局部PBL剪力鍵靜力和疲

2、勞性能三個層面，系統(tǒng)地研究了大跨徑混合梁斜拉橋結(jié)合段受力性能。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴為整體把握結(jié)合段的受力性能，并指導(dǎo)本文模型試驗的開展，建立考慮鋼-混凝土相對滑移和接觸的結(jié)合段全尺寸實體-板殼有限元精細化計算模型，分別計算在最不利正彎矩和最不利軸力工況作用下，鋼梁段、混凝土梁段、結(jié)合段連接件的受力狀態(tài)，總體上對結(jié)合段的受力性能進行了把握。研究結(jié)果表明：結(jié)合段整體受力合理，各部件應(yīng)力均處于彈性階段，且焊釘連接件與開孔板傳力可

3、靠，能保證結(jié)合段的傳力性能。⑵設(shè)計了縮尺比為1:2的結(jié)合段模型試件，并按照實際內(nèi)力設(shè)置了加載條件和邊界條件，開展了結(jié)合段的受力性能試驗研究。試驗結(jié)果表明，各工況下的各部分應(yīng)力、應(yīng)變處于彈性階段，結(jié)合段受力性能良好；九江長江公路大橋鋼-混結(jié)合段滿足承載力要求，且具有一定的安全儲備；該種形式的結(jié)合段受力合理，適合在大跨徑混凝土主梁中采用。⑶選取實橋受力最不利的格室，并變換其構(gòu)造形式，制作兩個1:2縮尺的模型試件，進行承載能力加載試驗，研究不

4、同構(gòu)造形式的結(jié)合段的傳力機理及破壞形態(tài)。依據(jù)試驗和計算結(jié)果，探討了結(jié)合段的傳力路徑，分析了傳力模式、比例和面積，以及應(yīng)力擴散的均勻性和有效性。⑷通過縮尺比為1:2的模型加載試驗，研究不同構(gòu)造形式的鋼梁加勁過渡段的應(yīng)力分布規(guī)律、破壞模式及承載能力。研究結(jié)果表明：各試件過渡端部均先于試件其他部位進入塑性階段，即過渡端部是鋼梁過渡段受力最薄弱部位。在過渡端部設(shè)置橫隔板不但可以明顯減小其應(yīng)力集中度，同時也限制了附近底板的面外變形。⑸為研究結(jié)合部

5、傳力關(guān)鍵部件—PBL剪力鍵的受力性能，開展了PBL剪力鍵的靜力和疲勞性能試驗研究，其中靜力加載試件7個，包括3個無貫通鋼筋的PBL鍵試件和4個有貫通鋼筋的PBL鍵試件；疲勞加載試件10個，主要研究參數(shù)為疲勞加載幅。研究結(jié)果表明：有貫通鋼筋 PBL剪力鍵結(jié)構(gòu)試件極限承載力均值高于無貫通鋼筋 PBL剪力鍵結(jié)構(gòu)試件極限承載力均值，加載方式對試件達到極限承載力后的滑移曲線影響較大；有貫通鋼筋 PBL剪力鍵結(jié)構(gòu)試件疲勞破壞特征為混凝土榫破碎，并且