鋼-混凝土組合箱梁界面耦合作用機理研究.pdf

1、鋼-混凝土組合梁橋由鋼主梁、混凝土橋面板和剪力釘組成，由于組合結構充分發(fā)揮了混凝土抗壓強度高且避免了鋼材受壓易屈服的問題而廣泛應用于工程實踐。本文詳細闡述了鋼混組合梁的結構形式，敘述了剪力釘目前的理論、試驗和數(shù)值模擬研究狀況，剪力釘?shù)目辜魟偠群涂估瓌偠鹊挠嬎惴椒ê驮O計理論。剪力釘是鋼混組合梁共同作用的關鍵部件，其性能直接關系到鋼-混凝土組合梁的承載能力和工作性能。由于剪力釘是柔性剪力連接件，在荷載作用下將產生滑移應變和豎向拉壓應變，宏觀

2、上表現(xiàn)為滑移和掀起。由于滑移效應和掀起效應會降低橋梁承載力，增大橋梁撓度，降低組合梁的使用壽命，且界面滑移效應與掀起效應之間相互耦合，使該問題更加復雜化。以往相關文獻大多數(shù)只是研究滑移或者掀起效應，很少研究二者之間的耦合作用。本文主要借助數(shù)值模擬方法研究鋼-混組合梁界面滑移效應與掀起效應之間的影響，研究的主要內容如下:
　　(1)根據(jù)推出試驗得到剪力釘?shù)暮奢d-滑移曲線，用于ANSYS軟件定義剪力釘彈簧單元荷載-變形曲線，進行組合梁

3、界面耦合分析。
　　(2)比較不同形式荷載作用下簡支與連續(xù)組合梁的界面滑移效應。
　　(3)分析剪力釘全橋均勻布置和分段均勻布置時組合梁界面滑移效應。
　　(4)比較偏心荷載作用下簡支與連續(xù)組合梁的界面掀起效應。
　　(5)研究簡支組合梁梁端滑移效應與掀起效應之間的耦合機理。
　　(6)研究滑移對連續(xù)組合梁掀起的耦合效應，并分析連續(xù)梁梁端和中間支座處界面的掀起效應。
　　(7)建立港珠澳大橋施工階段模

4、型，分析體系轉換、頂落梁施工工藝對界面滑移和掀起效應的耦合影響。
　　主要結論如下:
　　(1)推出試驗剪力釘受拉側與周圍混凝土脫空，范圍為剪力釘根部上表面和中部下表面。剪力釘承載能力為114.46kN，中國建筑鋼結構規(guī)范計算值116.12kN，兩者相差1.4％。
　　(2)隨著剪力釘抗剪剛度的增加，滑移逐漸減小，最大值在梁端截面。剪力分布越均勻，梁端滑移越小。分段布置剪力釘可以減小梁端滑移。
　　(3)跨中偏心