波形顶板-UHPC组合桥面板中组合销剪力连接件的力学特性研究

摘要

波形顶板—UHPC组合桥面板通过减少焊缝和几何构型的不连续有效提高了正交异性钢桥面板的抗疲劳性能，是具有广阔应用前景的新型结构。结合组合销剪力连接件在组合梁中施工便捷、力学性能良好的优异性能，将其引入到波形顶板—UHPC组合桥面板中作为UHPC结构层与钢桥面板间的传力构件。探究适用于波形顶板—UHPC组合桥面板中组合销剪力连接件的合理构造形式，并深入研究组合销剪力连接件的极限承载力和破坏模式，以及在组合桥面板中的力学行为。主要研究工作如下:
　　(1)调查和分析组合销剪力连接件的应用和研究现状，分析其施工和力学方面的优异性能及其用于波形顶板—UHPC组合桥面板中面临的主要问题，为下一阶段研究奠定基础;
　　(2)波形顶板—UHPC组合桥面板中剪力连接件的合理设计研究。组合销剪力连接件是解决因结构层厚度变化而导致波形顶板组合桥面板钢板与结构层界面剪力件设计困难的较好方案。研究波形顶板—UHPC组合桥面板中组合销剪力连接件的合理的构造形式和几何尺寸，总结分析组合销剪力连接件不同破坏模式下的设计承载能力，对波形顶板—UHPC组合桥面板中组合销剪力连接件的设计提供参考依据;
　　(3)通过设计推出试验模型，借助Abaqus有限元软件进行仿真分析组合销剪力连接件的极限承载力及失效机理，并分析影响承载能力的因素:高度、间距、钢销厚度、混凝土等级等，对其变化规律进行深入研究;
　　(4)波形顶板—UHPC组合桥面板中组合销剪力连接件的静力性能和抗疲劳性能研究。通过极限承载力下波形顶板—UHPC组合桥面板中组合销的荷载滑移性能研究组合销剪力连接件的静力工作性能;基于名义应力法对组合销疲劳性能进行了研究。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 钢-UHPC组合桥面板简介

1．3 超高性能混凝土的研究及应用现状

1．4 组合销剪力连接件的研究现状

1．4．1 剪力连接件的概况

1．4．2 组合销剪力连接件的构造

1．4．3 组合销剪力连接件的应用‘

1．4．4 组合销剪力连接件的研究现状·

1．5 文章主要研究内容

第2章 波形顶板-UHPC组合桥面板剪力键设计研究

2．1 波形顶板-UHPC组合桥面板

2．1．1 波形顶板-UHPC组合桥面板构造

2．2．2 波形顶板-UHPC组合桥面板中剪力连接件

2．2 组合销几何尺寸

2．3 组合销剪力连接件的设计承载力

2．3．1 混凝土剪切破坏

2．3．2 混凝土撬起破坏

2．3．3 钢构件破坏矣前

2．4 剪力连接件的研究方法

2．5 本章小结

第3章 组合销剪力连接件极限承载能力研究

3．1 引言

3．2 推出试验设计

3．3 有限元数值模拟

3．3．1 有限元软件选取

3．3．2 非线性求解

3．3．3 材料本构及破坏准则

3．3．4 有限元单元及网格划分

3．3．5 相互作用与约束

3．4 Lorenc试验及模型验证

3．5 应力分布

3．6 组合销荷载滑移特征

3．6．1 钢筋榫单元

3．6．2 钢销高度和间距

3．6．3 钢销厚度

3．6．4 混凝土

3．6．5 PZ型和MCL型

3．7 本章小结

第4章 波形顶板中的组合销剪力连接件

4．1 波形顶板中组合销静力性能

4．1．1 波形顶板—UHPC组合桥面板极限承载力

4．1．2 桥面板极限承载力下组合销力学性能

4．2 波形顶板中组合销疲劳性能

4．2．1 疲劳及评估方法

4．2．2 标准疲劳车荷载的确定

4．2．3 有限元模型与易损细节选取

4．2．4 应力历程

4．2．5 寿命评估

4．3 本章小结

结论与展望

1 本文研究的主要结论

2 需要进一步研究的问题

致谢

参考文献

攻读硕士研究生学位期间参加的科研工作及论文发表