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带水平隔板的波形钢腹板箱梁抗弯剪性能试验及理论研究
| 论文题名： | 带水平隔板的波形钢腹板箱梁抗弯剪性能试验及理论研究 |
| 关键词： | 波形钢腹板箱梁桥;水平隔板;剪应力分布;承剪比;抗弯剪性能 |
| 摘要： | 带水平隔板的波形钢腹板变截面组合梁是基于内衬混凝土变截面组合箱梁基础上提出的一种新型钢混断面组合结构，与布置内衬混凝土的波形钢腹板变截面组合箱梁桥比较，在截面中性轴以上主拉应力区未布置混凝土，仅布置在中性轴以下且对波形钢腹板起到一个横向支撑作用，减小了腹板的有效高度，提升钢腹板抗屈曲能力，改善了结构力学性能，具有轻型化、造型美观和施工方便等优点。 本文通过理论推导、室内缩尺模型试验以及不同参数有限元仿真模拟等不同手段对带水平隔板的波形钢腹板组合梁力学性能进行研究，得出了如下结论： （1）理论分析中归纳了弹性阶段不计混凝土顶底板、计算混凝土顶底板波形钢腹板剪应力计算的公式；提出弹性阶段带水平隔板的波形钢腹板变截面组合梁钢混组合腹板承剪比解析公式以及的剪应力解析公式，并建立ABAQUS有限元模型，验证了公式的正确性；归纳了带水平隔板的波形钢腹板组合梁的抗弯承载力设计理论。 （2）进行室内缩尺模型试验，得出了带水平隔板波形钢腹板变截面双悬臂组合梁，在弹性阶段波形钢腹板剪应力与试验梁挠度呈现线性增长关系；试验梁测点截面的挠度随位移的变化情况；混凝土顶底板纵筋应变规律；双悬臂梁两侧顶底板混凝土纵向应变满足“拟平截面假定”；各部件承剪比关系；偏心荷载作用下，实验梁的剪切性能；水平隔板的设置增加了截面的抗剪刚度，提升其结构的承载力，减缓了试验梁的整体下挠趋势。 （3）通过有限元软件ABAQUS，建立了6种不同布置长度和4种不同高度的水平隔板波形钢腹板组合梁的有限元模型，分析得出在水平隔板布置节段，波形钢腹板上剪应力分布规律呈现半幅式均布分布，在水平隔板高度范围上剪应力偏大，水平隔板高度范围内剪应力因隔板的分担作用，呈现突变骤降，水平隔板的布置减小了波形钢腹板的有效高度并增加了水平支撑作用，避免波形钢腹板组合梁因根部截面较高而发生屈曲；并分析不同长度对组合梁整体挠度以及稳定性的影响。建立4个不同底板倾角的有限元模型，分析得出随着底板倾角的增加，混凝土底板的承剪比增大，波形钢腹板承剪比降低，因此在实际工程中可通过适当的增加底板倾角，减小钢腹板承剪比，从而预防钢腹板屈曲。 |
| 作者： | 邓勤 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 曾德荣 |
| 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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