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钢-活性粉末混凝土(RPC)组合梁界面受剪分析
| 论文题名： | 钢-活性粉末混凝土(RPC)组合梁界面受剪分析 |
| 关键词： | 钢-活性粉末混凝土组桥面;抗剪连接件;抗疲劳性能;局部刚度;超短栓钉;钢筋网 |
| 摘要： | 与传统沥青混凝土铺装的钢桥面相比，钢-薄层RPC(RPC: reactive powderconcrete)超高性能活性粉末混凝土组合桥面结构具有更高的局部刚度和更优的抗疲劳性能。而剪力连接件是保证钢箱梁与混凝土桥面板共同工作的关键元件，其主要作用是传递两者之间的界面剪力以及抵抗钢梁与混凝土板之间的掀起作用。由于RPC层厚度非常薄，其间剪力连接件亦不同于常规的剪力连接件形式。本文就超短栓钉和钢筋网两种新型连接件抗剪承载力进行了研究，主要完成了以下工作: (1)回顾了传统钢桥面及铺装的使用现状及各种病害，通过对活性粉末混凝土(RPC)的材料性能与普通混凝土进行了比较，引入钢-薄层RPC组合桥面概念。着重讲述钢-薄层RPC组合桥面抗剪问题、传统抗剪连接件的分类、强度计算的主要理论和分析方法。 (2)从规范公式入手，结合ANSYS有限元程序，研究了圆柱头短栓钉在钢-RPC组合结构中的力学性能、荷载-滑移曲线和实际极限抗剪承载力。结果表明单个栓钉抗剪承载力较采用普通混凝土浇筑的推出试件中常规栓钉承载力提高了42％。最后，通过标准RPC推出试验实测了栓钉的荷载-滑移曲线，提出了短栓钉极限承载力公式。 (3)通过对钢-RPC组合桥面结构中钢筋网抗剪连接件推出试验精细建模分析，得到新型钢筋网抗剪连接件受力性能，破坏机理。此外，通过钢筋直径、不同钢筋布置、不同混凝土强度下的钢筋网推出试验有限元模型进行比较，得到不同参数下的钢筋网抗剪性能。最后通过荷载-位移曲线与第二章短栓钉推出试验模型比较，推得钢筋网连接件比短栓钉连接件刚度更大，有更好的抗剪性能这一重要结论。 (4)为进一步验证钢筋网推出试验有限元模型正确性，进行现场试验。比较实际和理论的荷载-位移曲线用以验证前章理论分析的正确性。另经试验验证，钢筋网抗剪连接件比短栓钉连接件有更佳的抗剪性能，常用尺寸下的钢筋网连接件抗剪能力是短栓钉连接件的3倍。 (5)以往桥面板钢筋网结构主要用于抗弯，这种通过钢筋网抗剪的方法研究不多。因此目前还没有特定的抗剪理论计算公式。在前述两章推得的常用尺寸下的钢筋网连接件抗剪能力基础上，以广东佛陈桥为工程实例，给出了一套用钢筋网抗剪的钢筋网布置具体方法，为以后的工程项目提供依据。 以上研究为新型抗剪连接件在钢-RPC组合结构应用提供了理论依据和参考，具有广阔的应用前景。 |
| 作者： | 周环宇 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 邵旭东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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