公路钢-混组合梁桥面板受力特性与工程对策研究
发布时间：2021-08-11 07:42
钢-混凝土组合梁是一种近些年全面发展的新型结构型式,因其质量轻、性能高强及良好的抗疲劳耐久性而具有良好的工程应用前景。但目前的组合板试验构件大部分采用两端简支板,加载方式也采用常规的四分点加载,对于钢-混凝土组合板在负弯矩区域的受力行为研究甚少。本文对工程依托的桥面板有限元软件Abaqus对内力进行模拟计算,选取了双向板中的短边方向来开展组合梁负弯矩区域桥面板受力性能的研究。根据研究方向设计和制作了三个不同厚度的1:5缩尺模型,对模型进行了有限元预分析,得到了不同厚度桥面板空间应力分布状态与传递方式;桥面板厚度与负弯矩区域的抗剪性能关系;横梁上方的剪力钉起着负弯矩区域的抗拉拔作用;桥面板越薄,剪力钉承受的拉拔力就越大的结果。然后进行了静载、破坏试验,发现不同厚度下桥面板破坏形式;桥面板的厚度对静载时的受力状态和极限承载力影响及变化;破坏阶段桥面板、钢筋的应力及变化,对比了不同模型破坏荷载及弯矩,证明此类桥面板在工程中安全可靠,但同时设计也偏保守,导致性能过剩,增大了成本。最后对组合梁栓钉疲劳剪切破坏、钢梁受拉翼缘受拉破坏两个主要破坏形式的破坏机理进行分析,从设计和施工对控制开裂和应对结...
【文章来源】：山东交通学院山东省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混凝土梁、钢梁和组合梁受力及破坏模式示意图
合成整体[6]，如图1-2所示对于只使用一个钢箱梁的匝道桥，可采用单箱多室的钢梁截面多个钢箱梁间通过横梁或斜撑连接，为了保证施工过程中的稳定性桥面板多采用预制板与后浇混凝土所组成的组合板，能够方便施工且几乎不增加成本[7]。图 1-2 箱形钢-混凝土组合梁桥截面为推进钢结构桥梁建设，交通运输部于 2016 年 7 月印发了《关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见》，对包括钢混组合桥梁在内的公路钢结构桥梁提出了新建大跨、特大跨径桥梁以钢结构为主，新改建其他桥梁钢结构比例明显提高的目标。提出了重视钢结构桥梁的构造设计、积极开展《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》等相关标准规范和知识技能的专项培训等七项主要措施[8]。作为桥梁结构的重要组成部分之一的桥面板，因直接承受桥面铺装传递而来的车辆荷载
通常与混凝土桥面板不连接。为满足连续组合梁在支座处的稳定性及承载力的要求，纵向钢梁在支座区域设计的厚度较大，最厚可达150mm。此类组合桥梁的典型截面如图1-2-1所示。当桥面较宽使得两根纵向钢梁间的混凝土桥面板跨度较大或混凝土桥面板翼缘外挑长度较大时，还需要在桥面板内张拉横向预应力或布置横向悬臂钢梁。对于带有人行道的组合桥梁，混凝土桥面板悬臂长度不宜超过2.5m，承担车辆荷载时悬臂长度还需要适当减小。此外，用钢桁架代替钢梁所形成的桁架组合桥，可以获得更好的通透性和美观性，但梁高较大，设计比较复杂，对节点处构造和连接的要求也较高。图 1-2-1 钢板梁-混凝土组合桥截面箱形截面组合梁桥的抗扭刚度很高，因此较工字形截面组合桥具有更高的稳定性和更大的刚度，适用于跨高比较大及扭转作用较大的跨线桥和弯桥，例如城市立交中的匝道桥和引桥等。由于钢箱梁的成本较钢板梁高
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ABAQUS钢管混凝土-钢箱组合梁的弹塑性研究[J]. 钟晨,邓家宝,朱旭峰. 江西建材. 2018(13)
[2]基于ABAQUS的栓钉连接件承载能力分析及验证[J]. 汪炳,黄侨,荣学亮. 中外公路. 2017(02)
[3]钢-混凝土组合梁的研究现状与展望[J]. 李杰,张云龙,丛晓辉,王静. 吉林建筑大学学报. 2016(06)
[4]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)
[5]我国钢-混凝土组合结构桥梁研究进展及工程应用[J]. 王艳花. 建筑知识. 2016(03)
[6]钢混组合结构中剪力钉群的力学性能及破坏机理试验研究[J]. 黄彩萍,张仲先,郑舟军,谭燕. 武汉理工大学学报. 2015(02)
[7]ABAQUS混凝土塑性损伤模型概述[J]. 孙庆昭. 重庆建筑. 2014(11)
[8]中国桥梁工程学术研究综述·2014[J]. 马建,孙守增,杨琦,赵文义,王磊,马勇,刘辉,张伟伟,陈红燕,陈磊,康军. 中国公路学报. 2014(05)
[9]钢-混凝土组合连梁研究现状及其发展[J]. 史庆轩,田建勃,王南,郭智峰. 建筑结构. 2014(09)
[10]我国钢-混凝土组合结构桥梁研究进展及工程应用[J]. 陈宝春,牟廷敏,陈宜言,黄冀卓. 建筑结构学报. 2013(S1)
博士论文
[1]基于铺装一体化的正交异性钢—混凝土组合桥面系模型试验与理论研究[D]. 傅梅珍.长安大学 2015
[2]铁路钢—混凝土组合桥及剪力连接件的研究[D]. 侯文崎.中南大学 2010
硕士论文
[1]钢—混凝土组合梁桥设计计算方法研究[D]. 郭晶.吉林建筑大学 2015
[2]基于ABAQUS的钢—混凝土组合梁钢框架抗震性能研究[D]. 宋毛毛.哈尔滨工业大学 2013
[3]钢混组合结构中剪力连接件试验研究[D]. 肖林.西南交通大学 2008
本文编号：3335769
【文章来源】：山东交通学院山东省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混凝土梁、钢梁和组合梁受力及破坏模式示意图
合成整体[6]，如图1-2所示对于只使用一个钢箱梁的匝道桥，可采用单箱多室的钢梁截面多个钢箱梁间通过横梁或斜撑连接，为了保证施工过程中的稳定性桥面板多采用预制板与后浇混凝土所组成的组合板，能够方便施工且几乎不增加成本[7]。图 1-2 箱形钢-混凝土组合梁桥截面为推进钢结构桥梁建设，交通运输部于 2016 年 7 月印发了《关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见》，对包括钢混组合桥梁在内的公路钢结构桥梁提出了新建大跨、特大跨径桥梁以钢结构为主，新改建其他桥梁钢结构比例明显提高的目标。提出了重视钢结构桥梁的构造设计、积极开展《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》等相关标准规范和知识技能的专项培训等七项主要措施[8]。作为桥梁结构的重要组成部分之一的桥面板，因直接承受桥面铺装传递而来的车辆荷载
通常与混凝土桥面板不连接。为满足连续组合梁在支座处的稳定性及承载力的要求，纵向钢梁在支座区域设计的厚度较大，最厚可达150mm。此类组合桥梁的典型截面如图1-2-1所示。当桥面较宽使得两根纵向钢梁间的混凝土桥面板跨度较大或混凝土桥面板翼缘外挑长度较大时，还需要在桥面板内张拉横向预应力或布置横向悬臂钢梁。对于带有人行道的组合桥梁，混凝土桥面板悬臂长度不宜超过2.5m，承担车辆荷载时悬臂长度还需要适当减小。此外，用钢桁架代替钢梁所形成的桁架组合桥，可以获得更好的通透性和美观性，但梁高较大，设计比较复杂，对节点处构造和连接的要求也较高。图 1-2-1 钢板梁-混凝土组合桥截面箱形截面组合梁桥的抗扭刚度很高，因此较工字形截面组合桥具有更高的稳定性和更大的刚度，适用于跨高比较大及扭转作用较大的跨线桥和弯桥，例如城市立交中的匝道桥和引桥等。由于钢箱梁的成本较钢板梁高
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ABAQUS钢管混凝土-钢箱组合梁的弹塑性研究[J]. 钟晨,邓家宝,朱旭峰. 江西建材. 2018(13)
[2]基于ABAQUS的栓钉连接件承载能力分析及验证[J]. 汪炳,黄侨,荣学亮. 中外公路. 2017(02)
[3]钢-混凝土组合梁的研究现状与展望[J]. 李杰,张云龙,丛晓辉,王静. 吉林建筑大学学报. 2016(06)
[4]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)
[5]我国钢-混凝土组合结构桥梁研究进展及工程应用[J]. 王艳花. 建筑知识. 2016(03)
[6]钢混组合结构中剪力钉群的力学性能及破坏机理试验研究[J]. 黄彩萍,张仲先,郑舟军,谭燕. 武汉理工大学学报. 2015(02)
[7]ABAQUS混凝土塑性损伤模型概述[J]. 孙庆昭. 重庆建筑. 2014(11)
[8]中国桥梁工程学术研究综述·2014[J]. 马建,孙守增,杨琦,赵文义,王磊,马勇,刘辉,张伟伟,陈红燕,陈磊,康军. 中国公路学报. 2014(05)
[9]钢-混凝土组合连梁研究现状及其发展[J]. 史庆轩,田建勃,王南,郭智峰. 建筑结构. 2014(09)
[10]我国钢-混凝土组合结构桥梁研究进展及工程应用[J]. 陈宝春,牟廷敏,陈宜言,黄冀卓. 建筑结构学报. 2013(S1)
博士论文
[1]基于铺装一体化的正交异性钢—混凝土组合桥面系模型试验与理论研究[D]. 傅梅珍.长安大学 2015
[2]铁路钢—混凝土组合桥及剪力连接件的研究[D]. 侯文崎.中南大学 2010
硕士论文
[1]钢—混凝土组合梁桥设计计算方法研究[D]. 郭晶.吉林建筑大学 2015
[2]基于ABAQUS的钢—混凝土组合梁钢框架抗震性能研究[D]. 宋毛毛.哈尔滨工业大学 2013
[3]钢混组合结构中剪力连接件试验研究[D]. 肖林.西南交通大学 2008
本文编号：3335769
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