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装配式钢-砼组合梁PSCC连接件抗拔性能研究
| 论文题名： | 装配式钢-砼组合梁PSCC连接件抗拔性能研究 |
| 关键词： | 装配式组合梁桥;PSCC连接件;抗拔性能 |
| 摘要： | 装配式钢-混凝土组合梁是桥梁工程中的研究热点之一，而剪力连接件是装配式组合梁中传递剪力和竖向拉拔力的关键构造。本文依托导师团队承担的国家自然科学基金面上项目“装配式组合梁后浇UHPC-栓钉连接体系腐蚀-疲劳耦合损伤机制研究”（52278147）等，提出一种新型装配式PSCC 剪力连接件。PSCC 连接件构造特点为：在钢主梁上翼缘焊接栓钉和侧挡板，在预制桥面板内预埋剪力连接钢件，吊装桥面板在钢梁上就位后，灌注结合腔混凝土实现钢梁和桥面板之间的连接。PSCC连接件具有易于工厂制造，易于现场装配和连接高效、可靠、整体性好的优点。本文针对PSCC连接件的静力拉拔性能开展了试验和理论研究，主要研究内容与结论如下： （1）以栓钉高径比和横向间距为参数设计并制作了4组共8个PSCC拉拔试件，采用自平衡加载装置进行单调静力拉拔试验，试验结果表明：连接件破坏模式主要有栓钉拉断破坏和UHPC锥体破坏，两种破坏均为延性破坏；荷载-拔离变形曲线经历了弹性阶段、弹塑性阶段、屈服阶段和破坏阶段；增加高径比会提升连接件抗拔承载力，但抗拔刚度有明显降低；减小栓钉和剪力钢筋间距对承载力和抗拔刚度均有提升。 （2）基于内聚力区域模型，应用ABAQUS软件建立了PSCC连接件有限元数值模型，进行了连接件抗拔承载机理分析和参数分析，研究了栓钉高径比、栓钉强度、结合材料特性和剪力钢筋端部钢条宽度等因素对连接件拉拔性能的影响，结果表明：导致连接件破坏模式转变的栓钉高径比h/d临界值大约为5.0；栓钉强度、栓钉埋深和UHPC抗拉强度是影响PSCC连接件破坏形态和抗拔承载力的主要因素；栓钉和剪力钢筋横向间距的减小对承载力有提升；建议实际工程中剪力钢筋端部钢条宽度应大于2.0倍剪力钢筋直径，以防止其锚固失效。 （3）基于拉拔试验结果和现有栓钉连接件锚固承载力计算理论，考虑了侧挡板钢-UHPC界面粘结摩擦作用和UHPC锥体破坏面倾角与普通混凝土之间的差异，提出了不同破坏模式下 PSCC 连接件抗拔承载力理论模型和计算公式；建立了西藏某40 m跨径钢-砼组合简支梁桥有限元模型进行抗拔验算，结果表明：从加载至弹性极限状态，PSCC连接件中栓钉的拉拔力小于设计抗拔承载力的10%，其抗拔性能满足要求。 |
| 作者： | 彭洪波 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 张晓艳;邹杨 |
| 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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