原文传递
钢--超高韧性混凝土组合桥面板受弯承载性能研究
| 论文题名： | 钢--超高韧性混凝土组合桥面板受弯承载性能研究 |
| 关键词： | 钢-UHTCC组合桥面板;正弯矩;纵向受力性能;有限元;遗传算法 |
| 摘要： | 传统钢桥面板在服役过程中往往容易发生沥青层的破坏和钢桥焊缝处的疲劳开裂破坏，钢-混凝土组合结构桥梁虽然能增大钢桥面板刚度降低疲劳应力幅，但是由于负弯矩的存在，混凝土层容易发生开裂。超高韧性混凝土(Ultra-hightoughnesscementitiouscomposites，UHTCC)具有优越的延性和韧性，其应变硬化、多缝开裂等特点使得其成为一种具有广阔前景的桥面板铺装材料。本文涉及一类由钢和UHTCC组合形成的桥面板体系，结合试验和数值模拟，对该组合桥面板正弯矩下的受力性能展开了分析研究，主要的研究内容如下: (1)基于塑性理论和完全剪力连接的假定，对钢-UHTCC组合桥面板的承载力和刚度分别进行了理论公式的推导;对结构破坏时达到全截面塑性所需要的最少栓钉数量进行了理论分析和公式推导。 (2)对5个钢-UHTCC组合桥面板进了正弯矩试验，其中包括3个不同栓钉密度的试件和2个采用不同加劲肋型式的试件，研究的主要内容为组合桥面板的破坏形态、极限承载力、刚度、层间滑移和应变分布等，验证了临界栓钉理论的正确性。 (3)利用ABAQUS建立了钢-UHTCC组合桥面板的三维有限元模型，将有限元计算结果与试验结果进行对比，验证了有限元模型的正确性。选取UHTCC层厚度、面板厚度、板肋高度、板肋厚度以及板肋个数等参数进行了一系列参数分析;并利用有限元计算结果对基于塑性理论和完全剪力连接的承载力和刚度计算方法进行了验证。 (4)建立了以抗弯承载力和刚度为目标函数的优化模型，基于遗传算法对此模型进行了优化计算，并利用Schaffer函数验证了遗传算法的可靠性，最终得到组合桥面板的最佳设计参数。 |
| 作者： | 曾田 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 徐世烺 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
