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波形钢腹板梁抗剪性能分析与试验研究
| 论文题名： | 波形钢腹板梁抗剪性能分析与试验研究 |
| 关键词： | 波形钢腹板梁桥;弹性剪切屈曲强度;抗剪极限承载力;计算方法 |
| 摘要： | 波形钢腹板PC组合箱梁桥作为一种新型的钢-混凝土桥梁结构形式，近十年来在国内被大量建设使用。由于波形钢腹板的纵向刚度很小，几乎不抵抗轴向力，混凝土及钢材各尽其用，同时预应力的使用效率得到有效提高，这一结构特点的波形钢腹板抗剪强度计算是波形钢腹板PC组合箱梁桥抗剪设计重点。本文针对波形钢腹板PC组合箱梁桥的弹性剪切屈曲强度和抗剪极限承载力计算方法进行了系统的分析和研究。 考虑到波形钢腹板梁力学特性，其抗剪强度影响着梁的极限承载能力，而其抗剪强度又受剪切屈曲强度的影响。总结整理了局部弹性剪切屈曲强度和整体弹性剪切屈曲强度的理论公式，并分析了组合弹性剪切屈曲强度的经验计算公式。基于波形钢腹板的理论计算公式，结合相关研究，对前山河大桥进行剪切屈曲分析，并对相关截面进行验算。 进行了5片带加劲肋的波形钢腹板梁的静力试验，实测了试验梁在荷载作用下的各测点的应变以及挠度，并与有限元计算值进行了比较分析，结果表明，建立的有限元模型与实际试验结果相吻合。通过理论分析，发现纵向加劲肋能有效减小腹板高度，从而提高其抗屈曲能力。在波形钢腹板中加劲，其屈曲形式与加劲板的刚度及腹板刚度有关。如果肋条与波形钢腹板的刚度之比大于极限值，那么不会发生肋条的屈曲，加劲肋相当于简支边界，屈曲发生在相应的分隔腹板上。在设置加劲肋时，需要考虑波形钢腹板本身的刚度，使肋板不发生屈曲，屈曲发生在相应的分隔腹板上，从而提高其抗屈曲能力。 随着波形钢腹板PC组合梁桥的跨径不断增大，波形钢腹板的高度越来越大，对2400型大高度波形钢腹板屈曲稳定问题展开研究，通过波形钢腹板的有限元参数分析，拟合得到几何参数腹板高度及厚度对2400型波形钢腹板局部屈曲强度和整体屈曲强度公式，并通过组合屈曲强度，且应控制λs≤0.6，此时即以剪切荷载作用下钢腹板的剪应力低于钢材的容许剪切屈服应力时，波形钢板不会发生屈曲为原则控制设计，从而可单一的以钢材的容许剪切屈服强度控制设计，并能充分发挥钢材的强度。 |
| 作者： | 汪勇 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 万水 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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