波纹钢腹板预应力混凝土箱梁连接件受力性能研究

论文摘要

波纹钢腹板预应力混凝土箱梁是最近国内外迅速出现的一种桥梁结构形式。由于此种结构形式能够充分利用钢、混凝土这两种材料的材料特性,减轻结构自重,受力性能良好,在日本和欧美已经得到广泛的应用。在波纹钢腹板预应力混凝土箱梁结构的设计中,波纹钢板与其它各部分的连接是相当关键的,直接关系到波纹钢腹板预应力混凝土箱梁的承载能力。常用的波纹钢腹板预应力混凝土箱梁剪力连接件形式有：钉柱剪力连接件和PBL剪力连接件。本文对波纹钢腹板预应力混凝土箱梁的剪力连接件的主要研究内容如下：第一,采用有限元分析软件对钉柱剪力连接件和PBL剪力连接件的受力性能进行了有限元计算分析,了解这两种剪力连接件的受力机理与破坏形式。第二,将钉柱剪力连接件及PBL剪力连接件的有限元分析结果与推出试验的试验结果进行了对比,结果表明有限元分析结果与试验结果较吻合。第三,将钉柱剪力连接件及PBL剪力连接件的有限元分析结果与公式计算的计算结果进行了对比,结果表明有限元分析结果与公式计算结果相一致。第四,通过改变钉柱剪力连接件及PBL剪力连接件的某些参数,研究这些参数对剪力连接件受力性能的影响。最后总结了波纹钢腹板箱梁桥剪力连接件一般性的设计方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.1.1 波纹钢腹板箱梁结构的特点
• 1.1.2 波纹钢腹板箱梁结构的发展和应用
• 1.2 剪力连接件研究现状
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第二章 波纹钢腹板剪力连接件
• 2.1 剪力键概述
• 2.1.1 常用的剪力连接件及其分类
• 2.1.2 新型剪力键
• 2.2 波纹钢腹板箱梁桥结合部的连接方式及其特点
• 2.2.1 波纹钢腹板与混凝土顶、底板常用结合方式和特点
• 2.2.2 波纹钢板间的结合方式和特点
• 2.2.3 波纹钢腹板与端横梁的结合方式和特点
• 2.2.4 波纹钢板与内衬混凝土的结合方式及其特点
• 2.3 剪力键的研究方法
• 2.3.1 概述
• 2.3.2 有限元仿真分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 钉柱连接件受力性能分析
• 3.1 概述
• 3.2 有限元模型简介
• 3.3 钉柱连接件的参数分析
• 3.3.1 混凝土等级
• 3.3.2 钉柱直径
• 3.3.3 钉柱高度
• 3.3.4 钉柱材料
• 3.3.5 有无箍筋
• 3.4 有限元计算结果汇总
• 3.4.1 钢-混凝土之间的滑移
• 3.4.2 钉柱连接件的极限承载力
• 3.4.3 钉柱连接件的受力机理
• 3.4.4 钉柱连接件的破坏形式
• 3.5 有限元结果与试验结果对比
• 3.5.1 试验结果汇总及比较
• 3.5.2 有限元结果与试验结果对比
• 3.6 有限元计算分析结果与公式计算结果的比较
• 3.6.1 极限承载力比较
• 3.6.2 荷载滑移曲线比较
• 3.7 本章小结
• 第四章 PBL连接件受力性能分析
• 4.1 概述
• 4.2 有限元模型简介
• 4.3 PBL剪力键的参数分析
• 4.3.1 混凝土等级
• 4.3.2 钢板开孔直径
• 4.3.3 有无贯穿钢筋
• 4.3.4 贯穿钢筋直径
• 4.4 有限元计算结果
• 4.4.1 钢与混凝土之间的滑移
• 4.4.2 PBL剪力键的极限承载力
• 4.4.3 PBL剪力连接件的受力机理
• 4.4.4 PBL剪力连接件的破坏形式
• 4.5 有限元结果与试验结果对比
• 4.5.1 试验结果汇总
• 4.5.2 有限元结果与试验结果对比
• 4.6 有限元结果与公式计算结果对比
• 4.6.1 极限承载力公式简介
• 4.6.2 极限承载力公式计算结果与有限元结果的对比
• 4.7 本章小结
• 第五章 剪力连接件设计方法
• 5.1 剪力连接件的种类选择
• 5.2 剪力连接件的抗剪设计
• 5.2.1 钉柱剪力连接件
• 5.2.2 PBL剪力连接件
• 5.2.3 钉柱剪力连接件与PBL剪力连接件的比较
• 5.3 剪力连接件的抗拉拔设计
• 5.4 剪力连接件的抗剪拔设计
• 5.5 剪力连接件的一般性设计
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 主要的研究结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢