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波形钢腹板PC组合箱梁桥力学特性关键影响因素研究
| 论文题名： | 波形钢腹板PC组合箱梁桥力学特性关键影响因素研究 |
| 关键词： | 波形钢腹板组合箱梁桥;变形效应;几何参数;剪力连接件;开孔波折板;力学特性 |
| 摘要： | 波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥以其结构经济、合理、简洁、美观及高效等优点在法国和日本等国家有较多的研究及应用，近年来在国内得到应用并不断发展。作为钢筋混凝土组合结构的一种新形式，波形钢腹板组合箱梁的工程设计需在考虑传统混凝土桥箱梁的各种力学特性的同时，也要考虑不同材料之间连接件的工作性能，论文就以上两方面的问题进行了探讨。 首先，基于通用有限元软件ANSYS，通过建立整体模型，对波形钢腹板组合箱梁的畸变、扭转、弯曲等变形效应的不同影响因素分别进行了分析，这些影响因素主要包括箱梁边界条件、构件几何参数、横隔板设置、断面形状变化及箱室布置等。分析结果表明除边界约束条件外，其它因素对组合箱梁变形效应均有较大的影响。同时，针对波形钢腹板剪切屈曲模式进行了有限元分析，结果表明波形钢板几何形状与其屈曲模式有密切联系。最后，根据相关计算理论及有限元分析结果，得出了波形钢腹板组合箱梁各组成构件几何参数的合理取值范围，并明确了腹板及横隔板的合理布置方式。 剪力连接件作为保证结合梁整体性的关键构件，通过合理的剪力连接件将钢构件和混凝土构件结合成有机整体并实现二者之间的荷载传递是组合结构的客观要求。同样基于有限元软件ANSYS，通过建立局部模型对其进行了非线性有限元仿真分析。研究内容主要为开孔波折板连接件相对PBL抗剪连接件及嵌入式连接件在力学性能上的差异。分析结果表明，开孔波折板连接件较其它两种连接件能够有效的减小开孔钢板孔间混凝土销的剪应力，从而提高连接件的抗剪承载能力，但其在倾折处易于导致应力集中。最后，针对各种连接件的缺点提出了相应的改进措施。总体来说，在不过多增加钢材用量的情况下，在结合梁桥剪应力水平较高的区域可设置开孔波折板剪力连接件，其综合了嵌入式连接件及PBL抗剪连接件的优点。 |
| 作者： | 聂细锋 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张清华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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