基于铰缝高度的装配式空心板桥受力性能研究

摘要

装配式空心板桥是中国公路交通中应用非常广泛的桥梁形式。铰缝是装配式空心板桥的重要组成结构，对提高桥梁整体性、确保各片空心板协同受力具有十分重要的作用。然而，在装配式空心板桥运营过程中，铰缝作为薄弱环节经常出现病害。铰缝结构受力复杂，受多种因素共同影响。本文针对当前研究的不足，从铰缝高度这一影响因素出发，从多方面探讨了铰缝高度对装配式空心板桥受力性能的影响。 本文首先基于铰接板法计算理论对装配式空心板桥铰缝受力进行了初步讨论。在此基础上设计并制作了三组不同铰缝高度的有机玻璃空心板桥模型，对三组空心板桥模型进行了静载试验，得到了不同空心板桥模型横桥向的挠度曲线、横向应力曲线和纵向应力曲线。最后将空心板桥横截面采用等参单元与弹性支承相结合的复合平面应力单元模拟等效，进行了有限元分析，并与理论计算结果和试验结果进行了对比分析。 分析结果表明：从荷载横向分布方面考虑，铰缝高度大的装配式空心板桥受力性能较好，挠度曲线更平缓，横向应力与纵向应力分布更均匀。有限元计算结果与试验结果吻合较好。 铰缝横向应力明显，铰缝内并非只有单纯的竖向剪力，铰接板法计算理论并不能反映真实合理的铰缝受力形式。本文介绍的复合平面应力单元能够真实地模拟空心板桥横桥向受力模式，可以弥补传统铰接板法的不足，得到较为实用、可靠的计算结果。

目录

声明

第一章 绪论

1.1概述

1.2装配式空心板桥的研究现状

1.3装配式空心板桥铰缝问题的提出

1.4本文研究的主要内容

第二章 装配式空心板桥铰缝常见病害及产生原因分析

2.1装配式空心板桥铰缝的常见形式

2.2 装配式空心板桥铰缝病害调研

2.3装配式空心板桥铰缝破坏的原因

2.4本章小结

第三章 装配式空心板桥受力分析理论介绍

3.1铰接板法横向分布受力理论

3.2铰缝受力简化模型

3.3铰缝受力计算

3.4本章小结

第四章 空心板桥铰缝模型试验研究

4.1试验概况

4.2试验仪器设备

4.3模型设计

4.4试验内容与加载方案

4.5试验结果

4.6本章小结

第五章 铰缝模型的有限元分析方法

5.1八节点等参单元受力理论

5.2复合平面应力单元的构造

5.3复合平面应力单元的计算

5.4本章小结

第六章 结论与展望

6.1本文总结

6.2工作展望

参考文献

图 表 目 录

致谢

作者简历

攻读硕士期间论文发表情况