装配式波形钢腹板PC组合箱梁力学性能研究

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为了促进钢-混凝土组合结构在我国的土木工程中的推广应用。需将波形钢腹板PC组合箱梁模块化生产,研究装配式波形钢腹板PC组合箱梁快速建造技术。   本文提出一种新型的装配式波形钢腹板PC组合箱梁构件,可在施工现场快速拼装。针对这种结构,对2根横向拼装好的构件单元足尺梁开展了试验研究,并与有限元模型进行了分析对比。此外还进行了约束扭转性能的理论研究,并与等厚度平钢腹板组合箱梁进行了比较。   从试验和有限元分析可知,箱梁结构整体刚度良好,适用于公路Ⅱ级。尽管顶板较薄,但是由于顶板内部的构造处理,显著减小了钢板局部的横向拉应力。在动荷载作用下,箱梁只会产生有限的竖向振动。研究表明,抗剪计算中可以偏安全地假设波形钢腹板承担了截面的全部剪力且沿高度均匀分布,忽略混凝土顶底板承担的部分剪力:抗弯计算中只需考虑混凝土顶板和钢管混凝土底板对截面的轴向刚度和抗弯刚度的贡献。从理论研究可知,约束扭转作用下平钢腹板箱梁比波形钢腹板箱梁受力更均匀。   该结构还存在一些问题,如翼板局部挠度过大、钢横隔板稳定性不足、顶板混凝土过薄引起混凝土横向拉应力过大、顶板荷载主要由钢板承担、刚接缝处的纵向弯矩在横向的传递范围较小。建议增加顶板厚度,采取措施提高内外侧钢横隔板的刚度。
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