新型波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应的理论分析及试验研究

发布时间：2020-05-19 07:38

【摘要】：新型组合箱梁是传统波形钢腹板组合箱梁下翼板(RC板)被平钢板所置换的一种结构。由于该类结构自重轻、施工方便,以及其良好的力学性能,因此为我国桥梁结构设计提供了新的选项。但是,目前新型组合箱梁力学性能的研究还很欠缺,影响了该类结构的应用推广。因而,新型组合箱梁力学性能的研究更具理论意义和工程实用价值。本论文研究内容主要为:1、考虑腹板褶皱效应,引入剪力滞后和剪切变形等因素,利用能量变分法获得该类结构的控制微分方程和自然边界条件;2、求解该微分方程组,获得其广义位移的闭合解,进而完成新型组合箱梁空间力学行为的精细化分析;3、开展多工况有限元数值仿真,获得新型组合箱梁上下翼板剪滞系数演化规律,以及上下翼板正应力和结构竖向挠度变化趋势。且将有限元数值解与本文解析解相对比,验证理论方法的有效性;4、与相同厚度平钢腹板组合箱梁力学性能相对比,实现新型组合箱梁褶皱效应的研究,以及不同边界条件对其影响规律;5、预制试验模型,布置传感器,开展模型桥试验测试。基于此,验证理论分析有效性,以及有限元模拟的计算精度;6、基于试验测试和有限元模拟,修正并完善理论解析法。本论文提出了对新型组合箱梁竖向弯曲力学行为的精细化分析方法,对完善该类结构理论分析和设计具有一定的借鉴意义。
【图文】：

兰州交通大学硕士学位论文1 绪 论1.1 研究的背景及意义自 20 世纪 50 年代以来，我国建设了大量的预应力混凝土连续梁桥[1]。但是，近几十年来世界各地运营中传统箱形梁桥(PC 箱梁等)的力学缺陷逐渐显现，引起桥梁结构刚度退化、梁体开裂(特别是腹板)和跨中过度下挠等病害，这些病害严重影响了箱形梁桥的运营安全和耐久性[9,10,11,12](如图 1.1)。

（a）法国的 Cognac 桥(1986) （b）法国 Dole 桥(1995)图 1.2 波形钢腹板 PC组合箱梁同发达国家相比，我国对波形钢腹板组合箱梁桥的研究及应用起步较晚。波形板组合箱梁桥于 20 世纪 90 年代才被引进到我国，但由于目前对该种结构相对，，由于钢结构对疲劳相对敏感，以及钢混连接部位受力相对复杂，使得该种桥型国大量采用受到阻碍。近年来，一批科研单位对该桥的研究与推广做出了不懈，使得这种新型桥梁在我国也得到了一定的发展和应用，目前我国已建和在建波腹板钢—混组合箱梁桥有 30 余座(如表 1.1，图 1.3)，2005 年 1 月，我国第一座波腹板 PC 箱梁桥—长征桥在江苏省的淮安市建成，此后又相继完成山东鄄城黄河公桥、青海三道河桥、邢台紫金大桥和卫河大桥的建设等(如图 5)，显然波形钢腹板 合箱梁桥的设计和建设在我国已呈蓬勃发展之势，其良好的力学性能引起桥梁专学者们的青睐。表 1.1 国内已建或在建部分波形钢腹板 PC箱梁桥
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U441

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本文编号：2670558