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胶接缝桥面板全装配组合梁负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负弯矩区力学行为研究 |
| 关键词： | 钢-混凝土组合结构桥梁;预应力全装配式施工;胶接缝;桥面板;负弯矩区;力学性能 |
| 摘要： | 在国家自然科学基金项目“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，本文为充分发挥钢-混凝土组合结构桥梁的装配化施工优势，简化桥面板结构和施工工艺，提高桥梁使用寿命，提出一种由“钢梁+键齿胶接缝+高强螺栓+预制混凝土板”构成的新型钢-混组合桥梁。由于该结构在负弯矩区的受力性能、传力机制与破坏模式尚不明确，为此开展了2片全装配式组合梁在负弯矩下试验研究，结合胶接缝和高强螺栓受力特点，提出了预应力全装配式施加方法，探索该结构在负弯矩下的安全性和可行性，为桥梁快速化施工、建造绿色交通和桥梁工业化提供一种参考方案。主要研究工作如下： （1）设计了2片全装配式钢-混凝土组合梁，分别为整体式桥面板与胶接板式桥面板，开展了负弯矩单点加载受弯试验，对比分析二者延性、刚度、承载能力等力学性能。与整体全装配式相比，胶接板全装配式钢-混凝土组合梁承载能力降低了11%，但却能将延性提高1.11倍；胶接板式在1.2Mp下的截面转动能力是整体式的1.3倍，更有利于结构的变形和抗震；此外，胶接板全装配的钢-混凝土组合梁开裂荷载比整体全装配式高1.33倍。 （2）建立全装配式钢-混组合试验梁精细化数值模型，对比宏观本构、破坏模式及混凝土板损伤的分析结果与试验结果，验证了模型的可预测性。基于数值模型分析了全装配组合梁中腹板应力传递、各构件受力过程和体外预应力施加影响等，揭示负弯矩区键齿胶接全装配桥面板传力机理。 （3）基于试验结果和数值分析，建立了考虑胶接缝及高强螺栓影响的胶接板全装配式组合梁空间梁格模型，提出并模拟了支点顶升强制钢梁变形施加预应力的施工方法。在验证空间梁格模型可靠性的基础上，探讨胶接板全装配组合梁在中小跨连续梁桥应用的可行性。以装配化工字组合梁钢桥通用图3×60m为例，分别建立胶接板全装配式和集束钉群装配式连续组合梁桥的空间梁格模型，对比两者受力性能差异，并探讨了支点顶升时桥面板装配顺序对预应力效果的影响。 |
| 作者： | 张苡齐 |
| 专业： | 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： | 2023 |
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