波形钢腹板箱梁剪力滞效应分析与试验研究

发布时间：2017-08-28 15:10

  本文关键词：波形钢腹板箱梁剪力滞效应分析与试验研究

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【摘要】：波形钢腹板PC组合箱梁利用波形钢板代替钢筋混凝土腹板,力学性能优越,优点众多,具有广阔的市场前景。但是,其剪力滞效应也备受关注,本文以波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应相关问题为重点展开研究,采用试验研究及有限元分析方法对预应力混凝土箱梁与波形钢腹板PC组合箱梁剪力滞效应的一些规律进行对比分析,主要工作及研究结论如下：(1)波形钢腹板PC组合箱梁剪力滞效应分布规律分析：以有限元分析软件ANSYS为平台,建立了波形钢腹板PC组合箱梁的有限元分析模型,分析了波形钢腹板PC组合箱梁剪力滞效应横向分布规律,波形钢腹板PC组合箱梁简支梁桥在集中荷载作用下跨中截面为正剪力滞效应。(2)两种箱梁剪力滞效应分布规律差异：基于有限元理论,对比分析相同参数下两种箱梁剪力滞效应横向及纵向分布规律,结果表明,两种箱梁剪力滞效应横向分布规律大致相同,但在对称荷载及偏心荷载作用下,波形钢腹板PC组合箱梁顶板剪力滞效应弱于普通预应力混凝土箱梁顶板的；两种箱梁剪力滞效应在荷载作用位置附近比较明显。(3)两种箱梁剪力滞效应结构参数显著性对比分析：基于有限元理论,分析了宽跨比、预应力大小、跨高比、集中荷载大小、内承托长度以及外承托长度对两种箱梁剪力滞效应的影响差异。结果表明,宽跨比对两种箱梁剪力滞效应的影响程度最大,跨高比对两种箱梁剪力滞效应的影响较大。在相同宽跨比作用下,波形钢腹板PC组合箱梁顶板比普通预应力混凝土箱梁顶板的剪力滞效应要弱,优势要明显；跨高比越小普通预应力混凝土箱梁顶板的剪力滞效应越明显于波形钢腹板PC组合箱梁的；在相同集中荷载作用下,普通预应力混凝土箱梁剪力滞效应要强于波形钢腹板PC组合箱梁剪力滞效应；外(内)承托长度的改变对两种箱梁剪力滞效应影响不大。(4)两种箱梁剪力滞效应分布规律试验研究：设计制作普通预应力混凝土箱梁及波形钢腹板PC组合箱梁各一片,收集三分点对称集中荷载作用下箱梁典型截面应变值,并计算得到剪力滞系数,对比试验值与有限元值的差异。结果表明,A测点顶板及底板在不同大小集中荷载作用下纵向正应力沿箱梁横截面均有不同程度的变化,剪力滞效应明显；箱梁跨中截面(B测点)顶板及底板纵向正应力沿横截面均大致呈直线分布,剪力滞效应均不明显。两种箱梁顶板及底板剪力滞系数试验值与有限元值吻合较好,有限元分析结果可靠。(5)两种箱梁剪力滞效应试验值对比分析研究：两种箱梁试验结果分析同样体现了在相同荷载作用下波形钢腹板PC组合箱梁顶板剪力滞效应比普通预应力混凝土箱梁低,优势要明显,前者底板剪力滞效应比后者高。
【关键词】：桥梁工程 剪力滞效应 有限元 波形钢腹板组合箱梁 试验研究
【学位授予单位】：长江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U446
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 剪力滞效应概述8
• 1.2 波形钢腹板PC组合箱梁概述8-13
• 1.2.1 波形钢腹板PC组合箱梁的出现8-9
• 1.2.2 波形钢腹板PC组合箱梁的结构特点9-10
• 1.2.3 波形钢腹板PC组合箱梁的优点分析10-11
• 1.2.4 波形钢腹板PC组合箱梁的研究发展11-13
• 1.3 本文研究的主要内容及技术路线13-15
• 第2章 箱梁有限元分析模型的建立15-21
• 2.1 前言15
• 2.2 模型基本尺寸15-16
• 2.3 有限元分析模型的建模思考16-18
• 2.3.1 波形钢腹板的连接构造17
• 2.3.2 预应力的模拟17
• 2.3.3 实体力筋的处理方法17-18
• 2.4 单元类型选择与思考18
• 2.5 模型的建立与网格划分18-19
• 2.6 边界条件及加载19-21
• 第3章 波形钢腹板箱梁与混凝土箱梁剪力滞效应分布规律分析21-30
• 3.1 概述21
• 3.2 剪力滞系数的计算公式定义21-23
• 3.3 波形钢腹板PC组合箱梁剪力滞效应的结果分析23-26
• 3.4 波形钢腹板箱梁与普通混凝土箱梁剪力滞效应横向分布规律分析26-30
• 3.4.1 对称荷载作用下剪力滞系数横向分布规律对比分析26-28
• 3.4.2 偏心荷载作用下箱梁剪力滞系数横向分布规律对比分析28-29
• 3.4.3 三分点对称加载时箱梁剪力滞效应纵向分布规律对比分析29-30
• 第4章 波形钢腹板箱梁与普通箱梁结构参数显著性对比分析30-38
• 4.1 概述30
• 4.2 宽跨比的影响30-31
• 4.3 预应力的影响31-33
• 4.4 跨高比的影响33-34
• 4.5 集中荷载的影响34-35
• 4.6 外承托长度的影响35-36
• 4.7 内承托长度的影响36-38
• 第5章 箱梁剪力滞效应的试验研究38-66
• 5.1 概述38
• 5.2 箱梁模型的主要构造38-45
• 5.2.1 箱梁的主要结构参数38
• 5.2.2 波形钢腹板构造及其与混凝土的连接38-39
• 5.2.3 普通钢筋及钢绞线的配置39-45
• 5.3 箱梁试验方案45-47
• 5.3.1 加载情况45
• 5.3.2 加载形式45-46
• 5.3.3 荷载施加步骤46-47
• 5.4 试验结果及分析47-66
• 5.4.1 试验结果49-56
• 5.4.2 试验结果剪力滞效应分析56-63
• 5.4.3 两种箱梁试验值对比分析63-66
• 第6章 结论与展望66-69
• 6.1 结论66-68
• 6.2 展望68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-73
• 个人简介73-74

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本文编号：748264