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波形钢腹板PC箱梁桥结构设计与连接件研究
| 论文题名： | 波形钢腹板PC箱梁桥结构设计与连接件研究 |
| 关键词： | 桥梁工程;组合结构;波形钢腹板;剪力连接件;开孔波折板;推出试验;有限元分析 |
| 摘要： | 波形钢腹板PC组合箱梁桥是一种新兴的钢-混组合结构桥梁，其结构形式为顶、底板为钢筋混凝土结构，腹板为波形钢腹板，预应力采用体外、或体内与体外相结合的布置方式。在混凝土顶、底板发生徐变、收缩时，钢腹板可自由伸缩，减小预应力损失。该结构充分发挥了自重轻、施工方便、预应力损失小、耐久性好等优点，结构受力十分合理。随着波形钢腹板PC组合梁桥在我国的应用逐渐增多，在试验研究、理论分析、结构计算、桥梁施工等方面均积累了一些经验。但是，关于波形钢腹板PC组合梁桥的结构设计方面国内尚未形成完整的设计理论，本文经过归纳和分析国内外相关专家学者的研究成果，结合国内实桥建设经验，着重对波形钢腹板PC组合箱梁桥的一种新型剪力连接件以及该种桥型的设计方法两方面进行研究，主要开展了以下几个方面的工作: 通过总结和归纳波形钢腹板PC组合箱梁桥四种结合部的常用连接形式，重点分析了波形钢腹板与混凝土顶底板连接的常用剪力连接件的形式及特点。在原PBL剪力连接件的基础上提出一种新型PBL剪力连接件——开孔波折板剪力连接件。探讨了其构造原理和传力机制。 对8组共46个推出试件进行了极限承载力试验，结合有限元软件建模分析和研究了推出试件的受力机理、破坏形态;分析了连接件的荷载-滑移曲线，考察了混凝土强度、钢板开孔、波折角度、贯通钢筋等因素对该该种连接件极限承载力的影响。试验结果表明:在同等条件下，开孔波折板连接件抗剪承载力比PBL连接件有较大程度的提高，且表现出较好的延性。提出了开孔波折板连接件屈服承载力、极限承载力、荷载-滑移分阶段计算公式，并结合国内外典型推出试验的结果与现行开孔板连接件公式进行对比。最后通过性能分析对比对PBL连接件以及开孔波折板连接件的应用范围进行了介绍。 分析和研究波形钢腹板PC组合箱梁桥设计计算已有研究成果的基础上，借鉴预应力混凝土梁桥设计理论，结合波形钢腹板PC组合箱梁桥自身的构造及受力特点，介绍了波形钢腹板PC组合箱梁桥安全验算内容以及计算假定。对波形钢腹板PC组合箱梁桥的主要部件的构造特点以及计算方法进行了研究;重点分析了波形钢腹板PC组合箱梁桥中的波形钢腹板抗剪计算、疲劳计算、以及波形钢腹板与桥面板的连接设计。通过实例回归分析给出了波形钢腹板PC组合箱梁桥高跨比、横隔板合理间距的经验公式。 |
| 作者： | 李淑琴 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 万水 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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