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桥面铺装对铰接空心板桥横向受力性能影响试验研究
| 论文题名： | 桥面铺装对铰接空心板桥横向受力性能影响试验研究 |
| 关键词： | 桥面铺装;空心板;玄武岩筋;横向受力;有限元;混凝土结构 |
| 摘要： | 桥梁是保证我国交通运输畅通的重要工程，而中小跨径桥梁在整体的桥梁建设中占有了极大的比重。铰接空心板桥梁是主要的中小跨径桥型，但在实际工程应用中，铰缝是整个空心板桥梁的主要横向传递受力的部位。在交通运输超负荷的情况下，铰缝位置极易受到破坏而导致“单板受力”现象。正因为普通钢筋混凝土结构在长期过度使用过程中会频繁的出现病害等问题，所以能否通过对混凝土结构层进行加强来提高铰接空心板的承载能力成为目前实际结构工程中重点的研究对象。玄武岩纤维增强复合材料作为一种优质的新型筋材，目前在混凝土结构中广为使用。本文基于四个试件开展研究任务，具体研究内容如下: (1)基于横向受力分布受力原理，确定铰接空心板横向分布计算的基本假定，在考虑铺装及不考虑铺装情况下的受力图示及计算公式，将有桥面铺装作用下的铰接空心板荷载分布情况作为研究重点，验证试验的可行性。通过对比分析可知，桥面铺装在整体桥面板受力的过程中能有效改善桥梁的变形情况，并且通过提高桥面铺装层的整体厚度可以使桥梁的横桥向受力更加均匀。 (2)基于四个带有桥面铺装的铰接空心板试件，全部试验试件均由3片跨径2.96m空心板铰接而成，并分别带有不同厚度的铺装层且铺装层内的筋材也有所变化。对以上试件进行足尺模型试验，并对其受力情况进行比较分析。对比4个模型试验可得:在中心点位置进行集中力加载时，1号试件达到极限荷载后铰缝与空心板直接剥离，铰缝两端的空心板发生大位移突变。通过改变铺装层的筋材使10cm玄武岩筋混凝土铺装层的极限承载力有所提升，同时能够延缓铰缝开裂。在增加铺装层厚度同时使铺装层内配置双排钢筋网的情况下，也能大幅度提升试件的整体强度以及延缓铰缝开裂。 (3)运用ABAQUS建立模型进行分析。简述了如何在ABAQUS软件里使用基于表面粘结行为(Surface-basedcohesivebehavior)构建铰缝与空心板间的关系。并根据有限元模拟结果得到相应的荷载-挠度曲线、铰缝横向张开梁的荷载-位移曲线。模拟结果与试验结果的总体趋势和极限荷载等数据吻合度良好。铰缝位置的破坏形式、破坏荷载等情况均与实际试验结果相同。 |
| 作者： | 褚博琦 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 胡铁明;张冠华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 沈阳大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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