鋼-混凝土組合箱梁界面耦合作用機(jī)理研究.pdf

1、鋼-混凝土組合梁橋由鋼主梁、混凝土橋面板和剪力釘組成，由于組合結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮了混凝土抗壓強(qiáng)度高且避免了鋼材受壓易屈服的問(wèn)題而廣泛應(yīng)用于工程實(shí)踐。本文詳細(xì)闡述了鋼混組合梁的結(jié)構(gòu)形式，敘述了剪力釘目前的理論、試驗(yàn)和數(shù)值模擬研究狀況，剪力釘?shù)目辜魟偠群涂估瓌偠鹊挠?jì)算方法和設(shè)計(jì)理論。剪力釘是鋼混組合梁共同作用的關(guān)鍵部件，其性能直接關(guān)系到鋼-混凝土組合梁的承載能力和工作性能。由于剪力釘是柔性剪力連接件，在荷載作用下將產(chǎn)生滑移應(yīng)變和豎向拉壓應(yīng)變，宏觀

2、上表現(xiàn)為滑移和掀起。由于滑移效應(yīng)和掀起效應(yīng)會(huì)降低橋梁承載力，增大橋梁撓度，降低組合梁的使用壽命，且界面滑移效應(yīng)與掀起效應(yīng)之間相互耦合，使該問(wèn)題更加復(fù)雜化。以往相關(guān)文獻(xiàn)大多數(shù)只是研究滑移或者掀起效應(yīng)，很少研究二者之間的耦合作用。本文主要借助數(shù)值模擬方法研究鋼-混組合梁界面滑移效應(yīng)與掀起效應(yīng)之間的影響，研究的主要內(nèi)容如下:
　　(1)根據(jù)推出試驗(yàn)得到剪力釘?shù)暮奢d-滑移曲線，用于ANSYS軟件定義剪力釘彈簧單元荷載-變形曲線，進(jìn)行組合梁

3、界面耦合分析。
　　(2)比較不同形式荷載作用下簡(jiǎn)支與連續(xù)組合梁的界面滑移效應(yīng)。
　　(3)分析剪力釘全橋均勻布置和分段均勻布置時(shí)組合梁界面滑移效應(yīng)。
　　(4)比較偏心荷載作用下簡(jiǎn)支與連續(xù)組合梁的界面掀起效應(yīng)。
　　(5)研究簡(jiǎn)支組合梁梁端滑移效應(yīng)與掀起效應(yīng)之間的耦合機(jī)理。
　　(6)研究滑移對(duì)連續(xù)組合梁掀起的耦合效應(yīng)，并分析連續(xù)梁梁端和中間支座處界面的掀起效應(yīng)。
　　(7)建立港珠澳大橋施工階段模

4、型，分析體系轉(zhuǎn)換、頂落梁施工工藝對(duì)界面滑移和掀起效應(yīng)的耦合影響。
　　主要結(jié)論如下:
　　(1)推出試驗(yàn)剪力釘受拉側(cè)與周?chē)炷撩摽?，范圍為剪力釘根部上表面和中部下表面。剪力釘承載能力為114.46kN，中國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范計(jì)算值116.12kN，兩者相差1.4％。
　　(2)隨著剪力釘抗剪剛度的增加，滑移逐漸減小，最大值在梁端截面。剪力分布越均勻，梁端滑移越小。分段布置剪力釘可以減小梁端滑移。
　　(3)跨中偏心