波紋鋼腹板組合箱梁力學(xué)特性分析與試驗研究.pdf

1、減輕上部結(jié)構(gòu)自重研究是橋梁研究中十分重要的問題。波紋鋼腹板體外預(yù)應(yīng)力組合箱梁是一種新型的橋梁結(jié)構(gòu),它具有減輕自重,進(jìn)而減輕下部結(jié)構(gòu)工程量,改進(jìn)結(jié)構(gòu)性能,方便施工,降低工程造價及造型優(yōu)美等眾多優(yōu)點。本文總結(jié)國內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn),設(shè)計了兩側(cè)腹板分別采用埋入式連接鍵和波紋PBL.連接鍵的波形鋼腹板箱梁進(jìn)行模型試驗。對試驗梁制作過程中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行總結(jié)；對試驗梁應(yīng)力分布特點及撓度進(jìn)行分析,對比置換模型理論計算的結(jié)果,驗證理論計算方法的正確性；建立波形

2、鋼腹板箱梁的空間有限元模型,通過與試驗實測值和理論計算值相比較,檢驗有限元分析的精度；在確認(rèn)理論計算的正確性和有限元分析的精度以后,最終完成波紋鋼腹板組合箱梁的實橋設(shè)計。主要研究工作成果如下：
　　 (1)波紋PBL剪力連接鍵具有良好的延性和抗疲勞性能,承托鋼板可以增加波紋鋼腹板的縱向剛度,而且施工時充當(dāng)混凝土頂板模板方便施工。埋入式剪力連接鍵無需焊接,可減少施工工作量,經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢明顯,且無焊縫疲勞問題。
　　 (2)在

3、各級荷載作用下波紋PBL,連接鍵一側(cè)撓度都比埋入式連接鍵一側(cè)撓度小,說明波紋PBL連接鍵工作性能比埋入式連接鍵好,在剪力鍵需承受很大的水平剪力時可考慮使用。相比波紋PBL連接鍵側(cè)頂、底板裂縫情況,埋入式連接鍵側(cè)頂、底板裂縫出現(xiàn)早、數(shù)量多和寬度大,最后破壞發(fā)生在埋入式連接鍵側(cè)支座附近底板,進(jìn)一步說明了波紋PBL連接鍵工作性能比埋入式連接鍵好。
　　 (3)鋼腹板縱向應(yīng)變相對于混凝土處應(yīng)變很小且接近于零,說明彎矩主要由混凝土頂?shù)装宄?/p>

4、擔(dān),不考慮鋼腹板應(yīng)變,截面混凝土應(yīng)變符合平截面假設(shè)。在箱梁底板混凝土開裂破壞時波紋鋼腹板沒有發(fā)生屈曲破壞,證明波紋鋼腹板具有很強(qiáng)的抗剪能力。
　　 (4)在彈性荷載范圍內(nèi),試驗梁應(yīng)變增長呈線性變化。橫截面上應(yīng)變分布不均,鋼腹板與混凝土翼板連接處應(yīng)變較大,出現(xiàn)明顯的剪力滯現(xiàn)象。
　　 (5)有限元軟件模擬試驗梁的變形與試驗梁實測數(shù)據(jù)相符,但也發(fā)現(xiàn)了有限元應(yīng)力分布與試驗梁實測數(shù)據(jù)有差別,這是因為有限元模擬組合結(jié)構(gòu)鋼腹板與混凝