彎曲荷載下鋼-混組合梁腹板穩(wěn)定性試驗研究.pdf

1、鋼-混組合梁橋不僅具有受力性能良好、較好的抗震性能、自重輕、施工方便等優(yōu)點，較大的跨越能力是鋼-混組合梁橋另一顯著優(yōu)點。當(dāng)對橋梁跨徑需求較大時，鋼-混組合梁橋是優(yōu)先考慮的橋梁結(jié)構(gòu)形式。隨著鋼-混組合梁橋跨徑的增大，鋼-混組合梁橋的腹板高度也隨之增加，一般的大跨徑鋼-混組合梁橋的高跨比為1/20~1/25。鋼-混組合梁橋中腹板高度的增加，對鋼-混組合梁橋的設(shè)計提出了新的挑戰(zhàn)，我國現(xiàn)有的橋梁設(shè)計規(guī)范在一定程度上并不能滿足鋼-混組合梁橋腹板的

2、設(shè)計與驗算要求。鋼-混組合梁橋中腹板的穩(wěn)定性問題歸根結(jié)底還是板件穩(wěn)定性問題，而板件邊界條件的確定是進行板件穩(wěn)定性問題研究分析的關(guān)鍵，目前板件穩(wěn)定性分析理論對板件的邊界條件主要采用兩種簡化形式：四邊簡支邊界與四邊嵌固邊界。鋼-混組合梁橋中，混凝土橋面板與鋼主梁之間主要是通過剪力釘進行連接?；炷翗蛎姘?、剪力釘、鋼主梁翼緣對腹板均會產(chǎn)生彈性轉(zhuǎn)動約束作用，鋼-混組合梁橋鋼腹板邊界具有明顯的彈性轉(zhuǎn)動約束特征，實際邊界是介于簡支邊界與嵌固邊界之間

3、。本人所在課題組研究了剪力釘布置方式、結(jié)構(gòu)尺寸、材料參數(shù)等影響因素對組合翼緣彈性轉(zhuǎn)動約束系數(shù)χ的影響，并推導(dǎo)了考慮剪力釘布置方式、結(jié)構(gòu)尺寸、材料參數(shù)等影響因素的組合翼緣彈性轉(zhuǎn)動約束系數(shù)χ的計算公式及鋼-混組合梁腹板臨界屈曲應(yīng)力計算公式，開展了剪切荷載下鋼-混組合梁的腹板屈曲試驗研究工作，采用試驗手段驗證了剪切荷載下上述公式的適用性與正確性。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴分析國內(nèi)外關(guān)于板件穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀。通過查閱大量國內(nèi)外文獻，對國

4、內(nèi)外關(guān)于板件穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀進行深入了解，分析現(xiàn)有研究存在的不足之處，說明開展彎曲荷載下鋼-混組合梁腹板穩(wěn)定性試驗研究的重要意義，在本人所屬課題組之前關(guān)于鋼-混組合梁腹板穩(wěn)定性的研究基礎(chǔ)上針對這些不足引出本文的研究主要內(nèi)容與擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。⑵介紹鋼-混組合梁腹板彎曲屈曲分析理論。詳細介紹了考慮剪力釘布置方式、結(jié)構(gòu)尺寸、材料參數(shù)等影響因素的組合翼緣彈性轉(zhuǎn)動約束系數(shù)χ的計算公式，在此基礎(chǔ)上介紹了彈性轉(zhuǎn)動約束邊界的鋼-混組合梁腹板彎曲臨

5、界屈曲應(yīng)力的計算公式，為后續(xù)開展彎曲荷載下鋼-混組合梁腹板穩(wěn)定性試驗研究奠定理論基礎(chǔ)。⑶鋼-混組合梁腹板彎曲屈曲有限元數(shù)值分析。采用有限元數(shù)值分析方法，運用ANSYS軟件對鋼-混組合模型試驗梁進行建模，對兩點集中荷載下有限元模型的屈曲特性進行了分析。獲得了試驗梁有限元模型的跨中豎向位移、腹板平面外位移、應(yīng)力分布、屈曲模態(tài)等有限元分析結(jié)果。通過有限元分析結(jié)果與本文公式計算結(jié)果的對比，驗證本文計算公式的正確性。⑷鋼-混組合梁腹板彎曲屈曲試驗