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胶接缝桥面板全装配组合梁正弯矩区力学行为研究
| 论文题名： | 胶接缝桥面板全装配组合梁正弯矩区力学行为研究 |
| 关键词： | 胶接缝桥面板;全装配组合梁;正弯矩区;破坏模式;受力特征 |
| 摘要： | 面对桥梁产业升级国家需求，为了促进桥梁工业化建造，在国家自然科学基金“山区装配式混合结构桥梁的设计理论与智能化建造方法”（U20A20312）的资助下，课题组提出了采用胶接缝桥面板和可拆卸高强螺栓抗剪连接件的新型全装配钢-混组合结构桥梁。为探究全装配钢-混组合结构桥梁的正弯矩力学行为，开展了4片胶接缝桥面板全装配组合梁正弯矩加载试验，明晰了全装配组合梁的正弯矩破坏模式与受力特征，建立了全装配组合梁正弯矩加载数值模型并开展典型构件全过程行为分析，讨论了高强螺栓抗剪连接件和胶接缝等构造参数对组合梁强度及刚度影响规律，提出了适用于胶接缝桥面板全装配组合梁抗弯承载力和变形修正计算方法。本文的主要研究内容与结论如下： （1）开展了一组4片全装配组合梁正弯矩静力受弯试验，分别为1片现浇板和3片直线形、阶梯形和企口形接缝的胶接缝板组合梁。结果表明：现浇板组合梁为弯曲破坏，胶接缝板组合梁主要为弯剪破坏；现浇板组合梁的承载力较胶接缝板组合梁高约5%，前期刚度高约13%；接缝形式对胶接缝板组合梁承载力影响较小；两类组合梁沿梁长方向的滑移整体呈现出“梁端大，跨中小”的趋势，其中胶接缝处滑移也偏大。全装配组合梁截面沿高度方向混凝土板和钢梁应变各自满足平截面假定，曲率大致相同。 （2）桥面板胶接缝处的破坏表现为胶接缝附近混凝土内聚破坏；考虑到高强螺栓抗剪连接件与传统栓钉抗剪连接件的受力差异，采用高强螺栓抗剪连接件由于其与预留孔壁间存在间隙及需要施加预紧力，高强螺栓抗剪连接件在组合梁中的受力可分为三个阶段：摩擦阶段、滑移阶段和承压阶段。 （3）结合试验验证，建立了全装配组合梁精细化分析模型，开展了全装配组合梁全过程精细化分析，明确了全装配组合梁传力机制，讨论了接缝形式、企口深度、螺栓预紧力、螺栓强度、抗剪连接度、预留孔径、钢梁强度和混凝土强度参数对全装配组合梁受力的影响。结果表明：有无接缝、钢梁强度和抗剪连接度对组合梁抗弯承载力影响显著，螺栓预紧力对组合梁前期刚度影响明显，企口深度、混凝土强度、螺栓强度和预留孔径对组合梁极限抗弯承载力影响稍小。 （4）根据试验结果与有限元分析，结合现行规范与相关文献理论研究，提出了考虑全装配组合梁胶接缝及高强螺栓抗剪连接件影响的抗弯承载力和变形修正计算公式，经验证吻合较好。 |
| 作者： | 刘伟 |
| 专业： | 土木工程;结构工程 |
| 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： | 2023 |
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