原文传递
GFRP-RPC组合双层交通梁桥传力路径试验研究与分析
| 论文题名： | GFRP-RPC组合双层交通梁桥传力路径试验研究与分析 |
| 关键词： | 双层交通梁桥;GFRP-RPC组合;桁架梁体系;传力路径;模拟试验 |
| 摘要： | 本文基于国家自然科学基金FRP-混凝土组合箱形截面双层交通结构体系受力机理及设计方法的研究（项目编号：51578236）项目，在课题组前期GFRP-RPC组合双层交通梁桥模型顶板多工况集中荷载加载试验的研究基础上，线弹性范围内，开展了多工况均布线荷载加载试验和底板集中荷载加载试验及其分析。测试了两类试验各工况下组合双层交通梁桥模型各截面位置的挠度和杆件、桥面板的应变，并对部分数据进行了有限元分析对比。试验与分析对结构的受力特性进行了一定的阐释，为后期简化模型理论计算奠定了基础，对双层交通梁桥模型中的组合板和桁架梁体系建立了简化力学模型。本文主要结论如下： （1）顶、底板集中荷载加载对比试验中，底板加载试验各测点竖向挠度较顶板加载试验挠度偏大。顶板均布线荷载加载试验中，改变钢轨间距，竖向挠度变化较小，梁桥横截面竖向挠度分布较为均匀，梁桥整体刚度较好，横向刚度分布均匀。有限元模拟中，偏差基本控制在5％以内，可以忽略此影响，挠度模拟值与试验值吻合较好。 （2）试验各工况及分析下，上、下弦杆分别为压弯和拉弯的受力形式，混凝土材料最大压应变值出现于上弦杆，GFRP材料最大拉应变值出现于下弦杆。考虑整体作用，均布线荷载试验与分析中，斜腹杆均表现为受拉状态，边部斜腹杆受拉较大，直腹杆均表现为受压状态，边部直腹杆受压较大；底、顶板集中荷载加载工况下，边部直腹杆沿杆件均承受压应力。在上部加载中，跨中直腹杆承受压应力，下部加载时，跨中直腹杆受力形式发生改变，承受拉应力。 （3）桥面板中的顶、底板为多个单向GFRP-RPC组合板拼接而成，桥面板按单向板设计。桥面板支撑处GFRP-RPC组合板与GFRP弦杆为胶栓混合连接，板支撑处边界条件介于简支与固支之间。组合板计算中，支座处参照单向板两端固支设计，支座位置处弯矩调整系数取0.25。跨中处参照单向板两端铰支设计，跨中位置处弯矩调整系数取0.85。 （4）弦杆与腹杆连接节点处弦杆沿高度出现较大应变值，存在弯矩应力，桁架梁体系简化计算中，上、下弦杆分别按照单个整梁考虑。T形梁翼缘宽度常取腹板宽度或梁板计算跨度的三分之一，组合板取0.23倍的板跨作为弦杆翼缘。试验中单个腹杆两侧应变基本一致，可考虑为二力杆，腹杆与弦杆连接结点简化为铰结点。简化计算下，弦杆和腹杆受力与试验相比较吻合良好，应变数值在整体上较试验值偏大，证实了此种简化方式在结构设计上的安全性和适用性。 |
| 作者： | 李军 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 祝明桥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
