波形钢腹板连续组合箱梁承载能力试验研究

摘要

波形钢腹板连续组合箱梁具有自重小，跨度大，预应力效率高，造型美观，抗震能力强等特点，较适合运用于跨度较大、地震烈度等级高和风景区内桥梁。本文基于试验梁和理论计算，对波形钢腹板连续组合箱梁的破坏机理和抗弯剪受力特点开展了相关研究。主要工作及结论如下:
　　(1)依托模型试验，对波形钢腹板连续组合箱梁在弹性阶段的弯剪受力特点进行分析，结果表明:试验梁各观测截面布置测点在高度方向上其纵向应变符合拟平截面假定，波形钢腹板上测点竖向剪应力沿高度方向上基本相等，且和外加荷载值成正比关系，体外预应力增量随外加荷载的增加呈线性增大，预应力增量值随荷载等级增加而产生的变化趋势与中跨跨中挠度变化趋势具有相似性，两者之间存在相关性，中跨观测截面上下钢混结合面剪切滑移值基本相同。
　　(2)依托模型试验，对波形钢腹板连续组合箱梁在破坏加载下的破坏机理和弯剪受力特点进行分析，结果表明:与混凝土体外预应力连续箱梁相比较，波形钢腹板连续组合箱梁延性较好，有着明显的延性破坏特征，且试验梁的截面开裂和破坏对箱梁抗剪能力影响较小，试验梁受弯距作用下，截面破坏过程可划分为四个阶段——弹性加载阶段、中跨跨中正弯矩区开裂阶段、中支座截面负弯矩区开裂阶段和中跨跨中截面底板纵向钢筋屈服阶段，波形钢腹板连续组合箱梁观测截面混凝土开裂和钢混结合面剪切滑移存在相互影响。
　　(3)结合模型试验和相关文献，推导了基于跨中挠度的波形钢腹板连续组合箱梁体外预应力增量的计算方法，并结合经典弯曲理论对波形钢腹板体外预应力组合箱梁的极限抗弯承载力验算公式进行了修正，推导了考虑钢混结合面剪切滑移、体外预应力增量和钢翼缘板受力的波形钢腹板组合箱梁极限抗弯承载力的验算方法。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究的背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 本文研究问题的提出

1．4 本文研究内容和技术路线

1．4．1 研究内容

1．4．2 技术路线

2 波形钢腹板连续组合箱梁模型静载试验

2．1 概述

2．2 试验梁的材料与构造

2．2．1 试验材料

2．2．2 试验梁与试验墩的设计

2．2．3 试验梁与试验墩的制作

2．3 静力荷载试验方案

2．3．1 试验测试内容

2．3．2 试验测量方法

2．3．3 测试断面及测点布置

2．3．4 试验加载方式及数据测量

2．4 本章小结

3 波形钢腹板连续组合箱梁模型试验结果与分析

3．1 概述

3．2 弹性阶段试验结果及分析

3．2．1 位移测试结果及分析

3．2．2 应变测试结果及分析

3．2．3 剪应力测试结果及分析

3．2．4 体外预应力增量分析

3．2．5 钢混界面剪切滑移分析

3．3 破坏试验结果及分析

3．3．1 试验中开裂荷载的确定

3．3．2 试验梁裂缝发展和破坏状态

3．3．3 应力测试结果及分析

3．3．4 位移测试结果及分析

3．3．5 体外预应力增量分析

3．3．6 试验梁钢混界面剪切滑移分析

3．4 本章小结

4 考虑体外预应力增量的波形钢腹板箱梁承载能力研究

4．1 概述

4．2 波形钢腹板组合箱梁的轴向刚度

4．3 波形钢腹板组合箱梁剪应力计算

4．4 剪切滑移对波形钢腹板组合箱梁承载力影响

4．5 波形钢腹板组合箱梁挠度分析

4．5．1 剪切变形对挠度的影响程度探讨

4．5．2 波形钢腹板组合箱梁的挠度计算公式

4．5．3 波形钢腹板体外预应力组合箱梁极限挠度计算

4．5．4 理论计算与试验结果的比较

4．6 波形钢腹板连续组合箱梁体外预应力增量分析

4．6．1 现有方法总结

4．6．2 弹性阶段波形钢腹板体外预应力增量

4．6．3 极限状态下波形钢腹板体外预应力增量

4．6．4 理论计算与试验结果的比较

4．7 极限抗弯承载能力验算

4．7．1 波形钢腹板组合箱梁极限承载力计算理论

4．7．2 波形钢腹板组合箱梁极限承载能力验算

4．8 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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