高速铁路斜拉桥钢—混叠合箱梁受力特性及剪力钉抗剪性能研究

发布时间：2021-04-22 08:59

　　钢—混叠合箱梁充分发挥了钢与混凝土两种材料的特点,具有结构刚度大、自振频率高、稳定性好、施工便捷等诸多优势。由于铁路列车荷载集度高、活恒比大的特点,几十年来铁路斜拉桥大多采用钢桁梁,较少采用钢—混叠合箱梁,关于铁路及高速铁路斜拉桥钢—混叠合箱梁的相关研究存在不足。赣江特大桥为目前国内首例时速350km的大跨度高速铁路混合梁斜拉桥,由边跨预应力混凝土箱梁、主跨钢—混叠合箱梁以及钢—混结合段组成,作为高速铁路混合梁斜拉桥的主跨结构,钢—混叠合箱梁的结构形式复杂、特点突出,其在荷载作用下的受力特性还有待深入分析;剪力钉作为钢—混叠合箱梁的剪力连接件,其抗剪性能对整个钢—混叠合箱梁结构而言起着至关重要的作用。本文基于赣江特大桥工程实例,针对钢—混叠合箱梁的受力特性及其剪力钉的抗剪性能进行了研究,主要的研究内容及成果如下:1、基于文献调研,总结并归纳了钢—混叠合箱梁及两种常用剪力连接件的国内外相关研究成果;分析了剪力钉在钢—混叠合箱梁中的受力模式与破坏机理;基于Eurocode 4对剪力钉抗剪性能参数指标及评定方法进行了阐述,并详细介绍了国内外规范及学者给出的关于剪力钉抗剪承载力、抗剪刚度的计算... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：112 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 钢—混叠合梁结构特点
    1.2 钢—混叠合梁应用及研究现状
        1.2.1 钢—混叠合梁分类与应用
        1.2.2 钢—混叠合梁研究现状
    1.3 钢—混叠合梁剪力连接件应用及研究现状
        1.3.1 剪力连接件分类与应用
        1.3.2 剪力连接件研究现状
    1.4 工程背景
    1.5 主要研究目的与内容
第2章 钢—混叠合箱梁剪力钉抗剪性能分析
    2.1 钢—混叠合箱梁剪力钉受力特性
    2.2 剪力钉抗剪性能及参数
        2.2.1 主要抗剪性能参数
        2.2.2 抗剪承载力
        2.2.3 抗剪刚度
    2.3 剪力钉荷载-滑移曲线及其评定方法
        2.3.1 试验方法
        2.3.2 回归公式
    2.4 本章小结
第3章 高速铁路斜拉桥钢—混叠合箱梁剪力钉非线性有限元计算分析
    3.1 剪力钉推出试验
    3.2 非线性问题
        3.2.1 几何非线性
        3.2.2 材料非线性
        3.2.3 接触非线性
    3.3 剪力钉推出试验非线性有限元模型的验证
        3.3.1 材料本构关系
        3.3.2 单元选择及网格划分
        3.3.3 约束、加载及边界条件
        3.3.4 计算结果及对比验证
    3.4 钢—混叠合箱梁剪力钉的抗剪性能
        3.4.1 抗剪性能参数计算结果及受力分析
        3.4.2 剪力钉抗剪性能的影响因素
    3.5 本章小结
第4章 高速铁路斜拉桥钢—混叠合箱梁受力特性分析
    4.1 基于非线性弹簧单元的钢—混叠合箱梁有限元模型
        4.1.1 有限元模型
        4.1.2 计算荷载工况
    4.2 钢—混叠合箱梁的受力特性
        4.2.1 主要构件应力分布
        4.2.2 腹板路径分析
    4.3 钢—混叠合箱梁剪力钉群受力特性
        4.3.1 剪力钉群在最大正弯矩工况下的剪力分布
        4.3.2 剪力钉群在最大轴力工况下的剪力分布
        4.3.3 剪力钉群在最大负弯矩工况下的剪力分布
    4.4 钢—混叠合箱梁传力分析
    4.5 本章小结
第5章 高速铁路斜拉桥钢—混叠合箱梁变形特性分析
    5.1 钢—混叠合箱梁桥面板变形特性
        5.1.1 双线列车荷载工况下桥面板位移分布
        5.1.2 单线列车偏载工况下桥面板位移分布
    5.2 钢—混叠合箱梁剪力钉群滑移特性
        5.2.1 剪力钉群在最大正弯矩工况下的滑移分布
        5.2.2 剪力钉群在最大轴力工况下的滑移分布
        5.2.3 剪力钉群在最大负弯矩工况下的滑移分布
    5.3 内力形式对剪力钉滑移的影响分析
        5.3.1 轴力对剪力钉滑移的影响分析
        5.3.2 弯矩对剪力钉滑移的影响分析
        5.3.3 竖向剪力对剪力钉滑移的影响分析
    5.4 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]剪力钉推出试验非线性有限元模拟研究[J]. 秦搏聪.  四川建筑. 2018(06)
[2]钢与混凝土界面的基本物理参数测试[J]. 苏庆田,杜霄,李晨翔,姜旭.  同济大学学报(自然科学版). 2016(04)
[3]斜拉桥钢-混凝土结合梁的受力性能试验研究[J]. 李小珍,王聪,肖林,卫星,徐勋.  工程力学. 2015(09)
[4]栓钉剪力连接件滑移性能试验研究及受剪承载力计算[J]. 丁发兴,倪鸣,龚永智,余志武,周政,周林超.  建筑结构学报. 2014(09)
[5]ABAQUS混凝土损伤塑性模型参数标定及验证[J]. 刘巍,徐明,陈忠范.  工业建筑. 2014(S1)
[6]混合结构PBL剪力键群承载力试验研究[J]. 汪维安,李乔,赵灿晖,庄卫林.  土木工程学报. 2014(06)
[7]基于ABAQUS的开孔板连接件抗剪承载力分析[J]. 曹学亮,李法雄,雷俊卿,刘钱,刘大成.  公路交通科技. 2013(11)
[8]两类PBL剪力键推出试验的对比研究[J]. 肖林,卫星,强士中.  土木工程学报. 2013(11)
[9]ABAQUS中混凝土本构模型用于模拟结构静力行为的比较研究[J]. 聂建国,王宇航.  工程力学. 2013(04)
[10]斜拉桥桥塔钢-混凝土结合段传力机理试验研究[J]. 卫星,强士中.  工程力学. 2013(01)

博士论文
[1]考虑滑移效应的钢—混凝土组合梁桥力学行为研究[D]. 张石波.华南理工大学 2012

硕士论文
[1]剪力钉推出试验有限元模拟及在钢—混组合梁桥分析中的应用[D]. 肖海波.武汉理工大学 2012



本文编号：3153501