波纹腹板开孔对预应力钢-混凝土组合梁抗火性能影响研究

摘要

桥梁工程中为了方便工程检修与管线布设，经常在梁腹板上开孔。为研究腹板开孔对预应力波纹腹板钢-混凝土组合梁抗火性能的影响，按照完全抗剪连接设计了2片承受两点对称集中荷载作用的预应力波纹腹板钢-混凝土简支组合梁，其中一片是预应力波纹腹板开孔组合梁，另一片是预应力波纹腹板无孔组合梁；采用ISO834国际标准升温曲线对其进行了恒载升温耐火试验，同时采用有限元软件ABAQUS对其进行了数值研究。研究结果表明：高温下2类预应力波纹腹板钢-混凝土组合梁均在剪弯区发生剪切屈曲；在截面尺寸和跨度相同条件下，承受相同的绝对荷载时，腹板开孔后的预应力波纹腹板钢-混凝土组合梁相对于后者在临界状态下抗弯刚度降低，抗火性能下降；在高温作用下，腹板开孔波纹腹板钢-混凝土组合梁相对于腹板未开孔波纹腹板钢-混凝土组合梁，预应力拉索的效率更高，下降速率更慢；腹板开孔后的预应力波纹腹板钢-混凝土组合梁，在升温后期其滑移曲线发展速率略高于腹板未开孔钢-混凝土组合梁；对于腹板开孔波纹腹板钢-混凝土组合梁，在未出现腹板局部屈曲截面上，腹板分担的剪力可达截面总剪力的78%;开孔截面的总剪力几乎完全由混凝土板承担；临界状态下钢梁腹板正应力略高于常温下的腹板正应力水平。