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节段预制拼装混凝土桥梁接缝抗剪性能试验研究
| 论文题名： | 节段预制拼装混凝土桥梁接缝抗剪性能试验研究 |
| 关键词： | 节段预制拼装混凝土桥梁;接缝抗剪性能;破坏模式;承载力计算理论;有限元分析 |
| 摘要： | 节段预制拼装混凝土桥梁运用了节段匹配预制工艺和体内、体外预应力技术，反映了混凝土桥梁工厂化、标准化、快速化的发展方向，已在国外得到了广泛应用。自2000年以来，节段预制拼装桥梁在我国也逐渐推广起来，但目前还没有相关规范，因为研究深度还远远不够，尤其是节段之间接缝的抗剪性能，是节段预制拼装桥梁研究的难点之一。本文以南京长江四桥节段预制拼装引桥为工程背景，对该类桥梁中的接缝抗剪性能这一关键问题展开了试验研究，主要内容有： (1)接缝抗剪性能模型试验研究 以起主要抗剪作用的腹板键齿为模型试验原型，考虑接缝间正应力水平、接缝是否涂胶和键齿个数3个试验参数，设计了15个试件。研究了不同类型接缝试件在荷载作用下，剪切裂缝产生和发展的规律、接缝破坏形态及抗剪承载力。考察了试验参数对抗剪承载力的影响。 (2)接缝抗剪性能数值分析 建立试验试件的Ansys有限元分析模型，采用接触单元模拟干接缝试件，弹簧单元模拟胶接缝试件。然后，用试验结果对有限元分析模型进行修正，使其能够模拟试件破坏全过程。最后，利用修正后的键齿试件模型，考虑接缝类型、键齿个数、正应力大小和截面应力梯度4个参数，补充设计102个键齿接缝试验模型进行数值模拟分析，以弥补模型试验的不足。 (3)接缝抗剪承载力理论研究 对既有主要接缝抗剪承载力计算方法进行了归纳和总结，探讨了这些公式的优缺点。在试验研究、数值分析和理论研究的基础上，归纳了键齿接缝的破坏模式，建立了键齿破坏力学模型，并在此基础上提出了“均匀正应力作用下”键齿接缝试件的抗剪承载力计算公式；提出“多键共同工作系数”和“截面应力梯度影响系数”的概念，并进行研究，使上述提出的抗剪承载力计算公式能够反映这些因素的影响。最后，应用本文提出的键齿接缝抗剪承载力计算公式与国内外3批试验进行对比，公式计算结果与试验结果吻合良好。 (4)键齿接缝抗剪承载力公式实桥应用及节段预制拼装梁接缝抗剪设计建议 以泰国曼谷二期高速公路中的一跨简支梁和南京四桥引桥中的一联连续梁为研究对象。用本文提出的键齿接缝抗剪承载力计算式对其进行了接缝抗剪承载力验算。最后，在前述研究基础上。讨论了键齿构造和布置区域的一般做法，并对节段预制拼装梁接缝抗剪设计流程进行总结。 |
| 作者： | 王建超 |
| 专业： | 土木工程;桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 惠卓 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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