帶開(kāi)孔鋼板剪力連接件的鋼—混凝土組合橋面板試驗(yàn)研究與理論分析.pdf

1、橋面板作為橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要部分，其工作狀態(tài)直接影響橋梁的整體工作性能。鋼-混凝土組合橋面板是由鋼底板和上層混凝土通過(guò)栓釘或開(kāi)孔鋼板等各種形式的剪力連接件結(jié)合而成的新型橋面板，在荷載作用下，能夠充分利用鋼材抗拉性能強(qiáng)與混凝土抗壓性能強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，有效地實(shí)現(xiàn)大跨度橋面板的設(shè)計(jì)應(yīng)用。但是對(duì)這種新型結(jié)構(gòu)的研究才剛剛開(kāi)始，理論體系尚未完善。本文基于理論分析、試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法，對(duì)帶開(kāi)孔鋼板剪力連接件的鋼-混凝土組合橋面板開(kāi)展了專項(xiàng)

2、研究。內(nèi)容主要包括以下五個(gè)部分:
　　論文的第一部分，在閱讀大量國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，綜述了鋼-混凝土組合板的研究現(xiàn)狀，找出了該領(lǐng)域研究的不足之處，提出了開(kāi)展帶開(kāi)孔鋼板剪力連接件的鋼-混凝土組合橋面板靜載試驗(yàn)的研究課題。
　　論文的第二部分，完成了兩類鋼-混凝土組合橋面板的試驗(yàn)研究工作。第一是以開(kāi)孔鋼板剪力連接件的布置形式、組合板的厚度、貫穿鋼筋的配筋率等為參數(shù)，設(shè)計(jì)完成了14塊鋼-混凝土單向組合板試件，并進(jìn)行了在正負(fù)彎矩作

3、用下的兩點(diǎn)對(duì)稱集中靜力加載試驗(yàn)。第二是以鋼底板厚度、開(kāi)孔鋼板間距、約束條件等為參數(shù)，完成了17塊正交異性雙向組合板試件在正反向中心集中荷載作用下的試驗(yàn)研究。兩類試驗(yàn)著重考察了組合橋面板的破壞形態(tài)和變形能力、鋼板與混凝土的應(yīng)變發(fā)展情況及相對(duì)滑移量、開(kāi)裂及裂縫發(fā)展情況和極限承載力。試驗(yàn)結(jié)果表明:單向組合板試件大部分發(fā)生彎曲破壞，少量試件為豎向剪切破壞或縱向剪切破壞;雙向組合板試件大部分為彎曲沖切破壞，少量為剪切破壞。組合橋面板具有較高的承載

4、能力，正向加載的試件在接近極限荷載時(shí)鋼底板受拉屈曲，而承載力并未急劇下降，說(shuō)明其具有良好的延性。
　　論文的第三部分，采用通用有限元軟件ABAQUS，建立了帶開(kāi)孔鋼板剪力連接件的鋼-混凝土組合橋面板受力加載全過(guò)程的三維非線性有限元仿真分析模型?；炷敛捎盟苄該p傷模型，并考慮了鋼與混凝土之間的界面接觸模擬，有限元計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果吻合良好，成為試驗(yàn)研究的有力補(bǔ)充。
　　論文的第四部分，在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)規(guī)范的比較

5、分析，對(duì)帶開(kāi)孔鋼板剪力連接件的鋼-混凝土單向組合板的力學(xué)性能進(jìn)行了理論研究?？紤]到受拉區(qū)混凝土在開(kāi)裂時(shí)的塑性變形效應(yīng)，建立了組合板在正負(fù)彎矩作用下開(kāi)裂彎矩的計(jì)算模式，推導(dǎo)出抵抗矩塑性影響系數(shù)的計(jì)算方法和開(kāi)裂彎矩的實(shí)用計(jì)算公式。此外采用簡(jiǎn)化塑性理論對(duì)鋼-混凝土組合橋面板進(jìn)行了抗彎承載力分析，給出了抗彎極限承載力的實(shí)用計(jì)算公式。最后針對(duì)剛度、裂縫等關(guān)鍵問(wèn)題，給出了實(shí)用計(jì)算公式，為實(shí)際工程的設(shè)計(jì)和施工提供了參考。
　　論文的第五部分，假