木—混凝土组合梁桥长期性能分析

发布时间：2020-06-14 20:26

【摘要】：木-混凝土组合梁桥是基于木结构、混凝土结构、钢-混组合梁桥发展而来的一种新型组合梁桥。木-混凝土组合梁桥采用剪力连接件把木梁与混凝土板连接在一起共同受力。木梁受拉、混凝土翼板受压,充分利用两种材料的优点。为增强木-混凝土组合梁桥整体刚度,在木梁处增设横隔板横向连接与混凝土板形成桥梁上部结构体系。虽然木-混凝土组合结构在国外已大量用于木建筑结构改造、新建,但至今仍没有形成完善的结构理论体系。国内对于木-混组合结构研究刚起步,对木-混凝土组合梁桥长期性能研究尚属首次。本文通过Midas Civil有限元分析软件对木-混凝土组合梁桥建立空间实体模型。考虑混凝土徐变收缩、木材机械吸湿、蠕变、连接件滑移等耦合因素,通过时间周期为5个月木-混凝土组合梁桥长期荷载试验,得到木-混组合梁桥跨中截面挠度和跨中截面应力时变曲线。基于时变曲线,得到混凝土应变徐变曲线与木梁应变徐变曲线。在Midas Civil有限元模型中输入试验得到的混凝土应变徐变曲线、木梁应变徐变曲线,对木-混凝土组合梁桥后期徐变进行预测,得到跨中截面应力与挠度的长期增长系数,为木-混组合梁桥的设计、施工提供参考依据。具体研究成果为以下几个部分:(1)通过木-混组合梁桥的长期荷载试验,得到时间周期为5个月的木-混组合梁桥跨中截面混凝土上缘应变时变曲线、木梁下缘应变时变曲线、跨中变形时变曲线。(2)基于跨中截面混凝土上缘应变时变曲线、木梁下缘应变时变曲线、跨中变形时变曲线,得到木-混组合梁桥跨中截面混凝土应变徐变曲线与木梁应变徐变曲线。(3)基于Midas Civil有限元分析模型,采用试验得到的徐变曲线,对木-混凝土组合梁桥后期徐变进行预测,得到跨中截面应力与挠度的长期增长系数。(4)参考钢-混组合结构跨中截面挠度长期荷载效应计算公式,提出适用于木-混组合梁桥的跨中截面挠度长期荷载效应计算公式。
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U441
【图文】：

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期增长系数，为与本文试验模型相类似的简支木－混组合梁桥的设计与施工提供参逡逑考。逡逑木－混组合梁桥长期荷载试验实体模型如图２．２所示：逡逑图２．２组合梁桥长期荷载试验模型逡逑Ｆｉｇｕｒｅ．２．２邋Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ邋ｂｅａｍ邋ｂｒｉｄｇｅ邋ｌｏｎｇ邋－邋ｔｅｒｍ邋ｌｏａｄ邋ｔｅｓｔ邋ｍｏｄｅｌ逡逑２．５本章小结逡逑本章节阐述了混凝土徐变系数、徐变函数、混凝土三种常见的收缩徐变模式逡逑（ＣＥＢ－ＦＩＰ模式、美国ＡＣＩ２０９系列模式、我国《公路钢筋混凝土及预应力混凝逡逑土桥涵设计规范》ＪＴＧＤ６２－２００４混凝土徐变模式）、混凝土徐变的机理（粘弹性逡逑理论、渗出理论、黏性流动理论、塑性流动理论、微裂缝理论、内力平衡理论）逡逑等混凝土徐变基本理论。在此基础上，介绍了混凝土徐变计算方法理论（有效弹逡逑性模量法、老化理论、弹性徐变理论、弹性老化理论、按龄期调整的有效模量法）。逡逑介绍了木材蠕变理论，木质材料的普通蠕变由三部分组成，分别是瞬时弹性逡逑１９逡逑

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１５分钟后，待跨中截面混凝土应变稳定，开始读数作为加载完成后应变初始值。逡逑后期随加载时间延长，跨中截面混凝土上缘、下缘实时应变实测结果如表３．３所逡逑示，应变时变曲线如图３．１０所示：逡逑表３．３组合梁桥跨中截面混凝土应变长期荷载作用下应变值逡逑Ｔａｂｌｅ邋３．３邋Ｔｈｅ邋ｓｔｒａｉｎ邋ｖａｌｕｅ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｃｏｎｃｒｅｔｅ邋ｓｔｒａｉｎ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ邋ｂｅａｍ逡逑ｂｒｉｄｇｅ邋ｉｓ邋ｕｎｄｅｒ邋ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ邋ｌｏａｄ逡逑＾北侧混凝北侧混凝南侧混凝南侧混凝逡逑土上缘逦土下缘逦土上缘逦土下缘逡逑成天数（ｄ）逡逑逦（邺）逦（邺）逦（邺）逦（＾）逡逑０逦－２４９逦－１１逦－２３０逦－１０逡逑１逦－２６７逦－６逦－２４２逦－１逡逑２逦－２８５逦２逦－２５５逦８逡逑３逦－３００逦７逦－２６７逦１５逡逑４逦－３０９逦１２逦－２７４逦２１逡逑３３逡逑

【参考文献】