波形钢腹板组合桥梁关键构件力学性能研究

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波形钢腹板组合梁桥是一种新型组合结构,具有结构受力合理、预应力损失较小、自重较轻等多项优点,自上世纪八十年代被提出以来便受到了广泛的关注。剪力连接件和内衬混凝土作为波形钢腹板组合梁桥的关键构件,对桥梁的受力性能有着极其重要的影响。近年来波形钢腹板组合梁桥有向更大跨径发展的趋势,有必要对桥梁关键构件进行进一步的研究。本文以角钢连接件和内衬混凝土作为研究对象,利用试验和有限元数值仿真方法研究两者的抗剪性能并进行相应理论分析,主要工作如下:(1)设计并制作三组角钢连接件推出试件,利用推出试验对设置闭合箍筋和未设置闭合箍筋的角钢连接件抗剪性能进行对比,根据试验结果得到不同类型角钢连接件的荷载-滑移曲线,并对各类角钢连接件的破坏形态和抗剪刚度进行分析,最后对现有规范中的角钢连接件承载力计算公式进行验证。(2)利用有限元软件Midas FEA对角钢连接件进行非线性数值仿真分析,将数值计算结果与推出试验结果进行对比,验证数值模型的有效性。随后改变连接件构件参数,对闭合箍筋间距与角钢连接件承载力之间的关系进行研究,并设计正交试验,利用数值仿真结果拟合得到设置闭合箍筋和不设置闭合箍筋的角钢连接件极限承载力计算公式。(3)提出一种设置开缝的新型内衬混凝土构造形式,并利用数值仿真模型将其与传统内衬混凝土的抗剪性能进行对比,随后针对新型混凝土构造参数进行研究并提出相应设计建议。
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