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装配式钢-混组合梁桥自振特性及动力响应研究
| 论文题名： | 装配式钢-混组合梁桥自振特性及动力响应研究 |
| 关键词： | 装配式钢-混组合梁桥;自振特性;动力响应;车桥耦合 |
| 摘要： | 为探究采用集束式群钉剪力键的预制-装配式钢-混组合梁桥的动力性能，开展了装配式群钉剪力键推出试验，提出了装配式群钉刚度的计算方法并建立了典型装配式钢-混组合梁桥动力分析模型，研究了装配式组合梁桥的自振特性及车桥耦合作用下的动力响应及影响规律，主要工作及研究成果如下： 1.开展了10组装配式和3组现浇式群钉试件推出试验，试验表明，装配式群钉的滑移剪切刚度略小于现浇试件；随着钉群内栓钉数量增加，装配式群钉整体剪切刚度增加而平均单个栓钉的剪切刚度显著降低。基于理论分析及试验数据，提出了装配式群钉的剪切刚度计算表达式。该式将用于装配式组合梁桥动力性能及车桥耦合分析中的集束钉群连接刚度的计算与模拟。 2.建立了某50m典型装配式钢-混组合梁桥动力分析模型并开展了自振特性分析。结果表明：典型双开口箱截面装配式组合梁桥的主要控制振型为竖弯，前四阶自振振型依次为一阶竖弯、一阶扭转、一阶横弯和二阶竖弯，桥梁整体刚度较低，基频为2.219；从第5阶开始至第30阶均为横隔板等构件局部振动。 3.基于典型装配式钢-混组合梁桥，开展了钉群、横梁、桥梁结构三大类8个参数对梁桥自振特性的影响特征研究，表明：（1）钉群类参数以及横梁布置间距和数量的变化不会影响振型顺序，而桥梁结构类参数以及横梁高度的变化会产生影响；（2）自振频率随集束度和跨径的增加而降低，随着剪力连接度的增加而增加；随横梁高度和数量增加，竖弯频率变化较小，而扭转和横弯频率增加明显；连续梁桥跨数的变化对自振频率影响较小；（3）多跨连续梁桥的一阶竖弯、一阶扭转和二阶竖弯对应频率均大于同情况单跨简支梁桥，而一阶横弯与简支梁桥相比降低了25.7%。 4.开展了典型装配式钢-混组合梁桥的车桥耦合作用分析，以冲击系数为指标，分析了不同车重、车速、钉群布置以及路面不平整度等参数下的装配式组合梁桥动力响应，结果表明：（1）装配式组合梁桥在车辆作用下的位移动力响应显著；钢梁较混凝土板的应力动力响应更为显著；界面滑移受车辆荷载的影响较小；（2）行车质量以及路面不平整度显著影响车辆冲击作用，随二者增加冲击系数增加；随着车速的增加，冲击系数先降低再升高，车速从100Km/h提高至120Km/h时冲击系数明显增加；（3）集束度增加，冲击系数降低，但位移水平提高；剪力连接度增加，位移水平降低，冲击系数先缓慢增加后降低。 |
| 作者： | 赵富裕 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 范亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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