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文檔簡介
1、應用薄壁結構的扭轉分析理論,推導了偏載作用下單箱多室波形鋼腹板組合箱梁的扭轉微分方程。忽略波形鋼腹板平面內縱向剛度,以“等代框架”的力學模型,推導了單箱多室波形鋼腹板組合箱梁截面的畸變微分方程。完成了單箱多室波形鋼腹板PC組合箱梁的扭轉與畸變試驗,研究了其在偏心荷載作用下的力學性能,得到了頂?shù)装寤炷恋穆N曲正應力及波形鋼腹板的附加剪應力,驗證了單箱多室波形鋼腹板組合箱梁扭轉與畸變效應計算公式的適用性。
利用單箱多室波形鋼腹板組
2、合箱梁的扭轉與畸變計算結果,進行了關于偏載系數(shù)的理論分析,結合有限元模擬,探討了幾何參數(shù)對偏載系數(shù)的影響,得出影響單箱多室波形鋼腹板組合簡支箱梁偏載系數(shù)的主要因素是寬跨比。將單箱多室波形鋼腹板組合箱梁等效轉化為平面板梁模型,采用剛接梁法推導了單箱多室波形鋼腹板組合箱梁荷載橫向分布計算公式,采用剛性橫梁法推導了彎矩橫向分布及剪力橫向分布計算公式。完成了單箱多室波形鋼腹板PC組合箱梁荷載橫向分布試驗研究,并將試驗結果與理論結果進行對比分析。
3、對比結果表明:采用剛接梁法計算單箱多室波形鋼腹板箱梁的撓度橫向分布與彎矩橫向分布具有較高的計算精度,且偏于安全,不適用于計算剪力橫向分布;采用剛性橫梁法計算荷載橫向分布具有較高精度,撓度、剪力橫向分布的結果偏于保守,彎矩橫向分布的結果精度最高;基于無中橫隔梁推導的剛接梁法與剛性橫梁法計算公式同樣適用于有中橫隔板的單箱多室波形鋼腹板箱梁的撓度橫向分布計算。試驗結果揭示了單箱雙室波形鋼腹板PC組合箱梁彎矩、支反力的橫向分布沿梁跨徑的變化規(guī)律
4、。綜合考慮單箱多室波形鋼腹板PC組合箱梁的荷載橫向分布計算結果及偏載系數(shù)的有限元計算結果,基于最小二乘法原理得到荷載橫向分布與偏載系數(shù)的函數(shù)關系式,在此基礎上,結合剛性橫梁法提出了計算偏載系數(shù)的簡化方法。
完成了單箱多室波形鋼腹板PC組合箱梁抗彎極限承載力試驗,揭示了單箱多室波形鋼腹板PC組合箱梁彎曲作用下全過程正截面受力和變形的變化規(guī)律:開裂階段,預應力筋應力增量及波形鋼腹板的應變幾乎為零,受拉邊緣混凝土的拉應變臨近極限拉應
5、變,拉應力達到混凝土抗拉強度;屈服階段,預應力筋應力增量及波形鋼腹板的應變很小,普通鋼筋拉應力達到其屈服強度;極限狀態(tài)時,壓區(qū)混凝土抗壓強度被耗盡,預應力筋應力增加至超過其屈服強度,波形鋼腹板逐漸被拉平,應力達到其屈服強度。針對單箱多室波形鋼腹板PC組合箱梁彎曲作用全過程各階段正截面受力和變形的變化特點,推導了其各階段正截面承載力計算公式,與試驗值進行了對比,結果表明計算結果精度較高。各階段正截面承載力計算結果表明:對于單箱多室波形鋼腹
6、板PC組合箱梁中波形鋼腹板的抗彎貢獻,在開裂階段時可不計入,屈服階段占總彎矩的10%左右,極限階段達到總彎矩的35%左右,因此,屈服階段及極限階段應考慮波形鋼腹板的抗彎貢獻。
通過對單箱多室波形鋼腹板PC組合連續(xù)箱梁橋——衛(wèi)河橋的扭轉與畸變效應分析、偏載系數(shù)計算及成橋荷載試驗,驗證了單箱多室波形鋼腹板組合箱梁扭轉與畸變效應計算公式、偏載系數(shù)簡化計算方法的適用性,得到了單箱多室波形鋼腹板PC組合連續(xù)箱梁橋偏載系數(shù)沿跨徑的變化規(guī)律
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