装配式钢箱—预应力砼组合梁抗弯性能试验研究

论文摘要

根据国家自然科学基金项目（51078373）“钢箱-砼组合拱结构性能与分析方法研究”和西部交通建设科技项目（200631881448）“钢-砼组合拱桥竖转设计与施工关键技术研究”的研究成果,本文针对导师提出的装配式钢箱—预应力砼组合连续刚构桥构想,完成了一片装配式钢箱—预应力砼组合梁在三种荷载水平下的静力反复加载试验,结合试验数据开展了系列理论分析,初步认识了装配式钢箱—预应力砼组合梁从加载至破坏全过程结构行为,论证了此种组合结构力学性能的合理性,初步建立了设计计算方法。本文的研究工作及主要成果如下:通过试验得出了荷载—挠度曲线、荷载—滑移曲线、荷载—应变曲线;分析了滑移沿梁纵向的分布规律及滑移方向;验证了试验梁竖向应变分布符合平截面假定;通过砼顶板剪力键区域的应变值变化规律分析了剪力键的受力状态、揭示出试验梁的传力机理;观测并总结了砼顶板的裂缝发展过程、分布情况以及试验梁最终破坏形态。建立出两个有限元模型对试验梁进行了仿真分析,其中模型A为试验梁的真实模拟（有滑移）;模型B为试验梁的理想化模拟（无滑移）,将两者的有限元计算值与试验值进行了对比,并分析了滑移效应对组合梁受力性能的影响。提出了装配式钢箱—预应力砼组合梁的开裂弯矩修正公式,为此种梁的初步设计奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 预应力混凝土连续刚构桥概述
• 1.1.1 预应力混凝土连续刚构桥的发展概况
• 1.1.2 预应力混凝土连续刚构桥的特点
• 1.1.3 预应力混凝土连续刚构桥存在的问题
• 1.2 钢—混凝土组合梁桥概述
• 1.2.1 钢—混凝土组合梁的特点
• 1.2.2 钢—混凝土组合梁的发展及应用
• 1.2.3 钢—混凝土组合梁的研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 1.3.1 钢箱—混凝土组合梁的特点及研究现状
• 1.3.2 本文主要工作
• 第二章 钢箱—混凝土组合连续刚构桥的基本概念
• 2.1 钢箱—混凝土组合连续刚构桥的提出
• 2.2 钢箱—混凝土组合连续刚构桥的优点及与其他桥型的对比
• 2.2.1 钢箱—混凝土组合连续刚构桥的优点
• 2.2.2 钢箱—混凝土组合连续刚构桥与其他桥型的对比
• 2.3 钢箱—混凝土组合连续刚构桥的特点及具体构造
• 2.3.1 构造特点
• 2.3.2 具体构造
• 2.3.3 墩顶负弯矩区的处理
• 2.4 钢箱—混凝土组合连续刚构桥的施工方法
• 2.5 本章小结
• 第三章 试验梁的设计与试验方案
• 3.1 实验目的和内容
• 3.2 组合梁试件设计思想
• 3.3 组合梁试件的设计与制作
• 3.3.1 试件的主要尺寸
• 3.3.2 试件的计算
• 3.3.3 试件的制作
• 3.4 试验的加载工况
• 3.5 试验的测点布置
• 3.6 本章小结
• 第四章 试验梁开裂前的行为及分析
• 4.1 试验现场具体布置及试验现象描述
• 4.2 分级反复加载试验测试结果及分析
• 4.2.1 挠度测试结果及分析
• 4.2.2 滑移测试结果及分析
• 4.2.3 应变沿粱竖向的分布及分析
• 4.2.4 钢箱上翼缘与砼板交界面的应变对比分析
• 4.2.5 砼顶板和砼底板的应变测试结果及分析
• 4.3 试验梁的有限元仿真分析
• 4.3.1 有限元模型的建立
• 4.3.2 有限元计算结果与试验结果对比分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 试验梁开裂后的行为及分析
• 5.1 顶板砼开裂后试验现象描述及分析
• 5.2 顶板砼开裂后试验测试结果及分析
• 5.2.1 挠度测试结果及分析
• 5.2.2 滑移测试结果及分析
• 5.2.3 应变沿粱竖向的分布及分析
• 5.3 试验梁的破坏现象及分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果