原文传递
具有纵向水平隔板的波形钢腹板组合箱梁力学性能研究
| 论文题名： | 具有纵向水平隔板的波形钢腹板组合箱梁力学性能研究 |
| 关键词： | 组合箱梁桥;波形钢腹板;纵向水平隔板;组合箱梁;力学性能 |
| 摘要： | 近年来，大跨径波形钢腹板组合箱梁桥得到不断发展。然而，随着桥梁跨径的不断增加，箱梁根部位置的波形钢腹板因为高度较大而容易出现失稳的问题。在组合箱梁中加入纵向混凝土水平隔板可有效改善波形钢腹板的屈曲性能。目前，对于具有纵向水平隔板的波形钢腹板组合箱梁的研究和应用相对较少。因此，有必要对其力学性能进行系统研究。本文采用有限元的方法，系统研究了具有纵向水平隔板的波形钢腹板组合箱梁的弯曲、剪切和偏载效应等力学性能，为了解该新型组合结构箱梁的力学性能提供理论基础。主要研究内容如下： （1）基于等截面组合箱梁有限元模型，研究了组合箱梁的弯曲性能。分析表明，波形钢腹板仍具有褶皱效应，波形钢腹板的抗弯贡献可忽略不计。内衬混凝土、纵向水平隔板与混凝土顶底板的弯曲应变分布近似满足拟平截面假定。 （2）基于等截面组合箱梁有限元模型，研究了组合箱梁的剪切性能。分析表明，组合箱梁的剪力主要由波形钢腹板和内衬混凝土承担。由于内衬混凝土的影响，波形钢腹板的剪应力沿着腹板产生了分段分布。具体表现为，波形钢腹板的剪应力在无内衬混凝土的纯钢腹板高度范围分布较为均匀，在含内衬混凝土的高度范围产生了缩减。剪切变形对这种组合箱梁挠度的影响介于一般波形钢腹板箱梁和全混凝土腹板箱梁之间。波形钢腹板的剪应力分布、剪应力大小和波形钢腹板的承剪比与内衬混凝土厚度、内衬混凝土占腹板高度比和钢腹板的厚度等因素有关。 （3）基于等截面组合箱梁有限元模型，研究了具有纵向水平隔板的波形钢腹板组合箱梁的偏载效应和影响因素。分析表明，设置纵向水平隔板与内衬混凝土能有效提高组合箱梁的抗扭刚度，降低其由扭转和畸变产生的翘曲正应力和剪应力。组合箱梁的偏载位移、正应力和剪应力增大系数主要与组合箱梁的宽跨比、高跨比和悬翼比有关，其他几何参数的影响程度相对较低。 （4）基于实际工程背景，建立具有纵向水平隔板的波形钢腹板连续刚构桥有限元模型，研究具有纵向水平隔板的波形钢腹板组合箱梁桥的弯曲和偏载力学性能。分析表明，其结果与等截面组合箱梁有限元模型的分析结果具有一致性。 |
| 作者： | 曹晨旭 |
| 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： | 2022 |
检索历史
应用推荐
