快速施工鋼-混組合小箱梁橋靜力行為分析與試驗研究.pdf

1、圍繞現(xiàn)有城市及交通基礎設施建設中進行中小跨徑橋梁更換、維護或新建橋梁存在的交通干擾大、施工易受氣候影響及質(zhì)量難以控制等問題，提出了一種面向工廠化預制生產(chǎn)、高度小、剛度大、能充分發(fā)揮鋼材及混凝土材料的強度、適應快速施工的高性能鋼-混組合小箱梁橋。在對其結(jié)構(gòu)設計和施工方法的關(guān)鍵技術(shù)進行討論后，設計制作了相應的試驗模型梁，進行了不同群釘參數(shù)模型梁的試驗研究、數(shù)值分析及整橋的有限元分析，主要工作及成果如下:
　　(1)討論了快速施工高性能

2、鋼-混凝土組合小箱梁橋的標準模數(shù)選取，橫隔板的布置，橋面板的型式與劃分，高性能混凝土的應用，縱、橫向接縫的聯(lián)接方式，群釘?shù)脑O計與布置，預應力的配置，整體的設計、施工安裝等關(guān)鍵技術(shù)問題。
　　(2)模擬高性能鋼-混組合小箱梁的快速施工，設計制作了四片快速施工高性能鋼-混組合小箱梁模型梁。通過試驗研究，得到了不同群釘?shù)牟贾瞄g距、數(shù)量和焊釘?shù)膸缀纬叽鐚ζ涫芰π袨榈挠绊?，給出了撓度、應力以及極限抗彎承載力的計算建議。
　　(3)建立

3、單梁精細有限元模型，分析了荷載作用下的撓度、承載力、滑移量、和應力結(jié)果，數(shù)值計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好，研究得到了適合群釘組合梁的建模方法和理論計算公式。采用塑性設計方法能夠很好的得到群釘組合梁的極限抗彎承載力;按照換算截面法計算得到的鋼梁底板應力要比實測值和有限元分析得到的應力大。
　　(4)根據(jù)群釘組合梁的劈裂機理，通過建立精細化的有限元推出試件模型，分析群釘和混凝土在復雜應力狀態(tài)下的性能，并給出相應的改進建議。參數(shù)分析后發(fā)現(xiàn)

4、，施加橫彎力和預壓應力后，焊釘?shù)钠骄辜袅涂辜魟偠染酗@著提高;焊釘?shù)母叨却笥谄渲睆降?倍后，焊釘高度變化對群釘中焊釘?shù)钠骄辜舫休d力和抗剪剛度影響不大。
　　(5)采用殼單元模擬橋面板和薄壁鋼梁，用彈簧單元模擬組合梁群釘聯(lián)接的效應，建立了一座40m跨徑的快速施工鋼-混組合小箱梁橋的數(shù)值模型，分析了群釘剛度變化下結(jié)構(gòu)的響應，并對該整橋結(jié)構(gòu)的應力和撓度進行了驗算。結(jié)果表明正常使用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)均符合要求，且具有較高的安