钢桁架-混凝土组合梁界面工作协调性及整体力学性能

摘要：

为深入研究钢桁架-混凝土组合梁的界面工作协调性及整体结构力学性能,建立可为工程应用的简明算法,选取某钢桁架-混凝土组合连续梁作为研究对象,采用精细化有限元分析方法,以多维度单元相组合的形式建立其三维数值空间模型.以中支点截面及中支点附近2m处截面、边跨跨中截面以及边支点截面处共5组剪力钉为分析对象,计算不同直径剪力钉的荷载-滑移关系曲线.研究预应力混凝土桥面板(简称PC板)的强度、厚度以及剪力钉的形式3种结构参数对PC板与钢桁架界面滑移量的影响程度.结合皮尔逊相关系数给出界面工作协调性对各参数的敏感度,提出了考虑PC板强度、厚度和剪力钉形式的界面滑移量计算公式.通过挠度与应力的变化特征确定钢桁架-混凝土组合梁的整体力学性能,并提出组合梁整体结构的最大挠度预测公式.研究结果表明:随着PC板强度的增加,在荷载较小时,界面滑移量呈下降趋势,荷载较大时,界面滑移量呈上升趋势;PC板厚度对界面滑移量的影响规律不明显;剪力钉的形式对界面滑移量有直接影响,剪力钉直径越小,PC板与钢桁架的界面工作协调性越差.组合梁最大挠度随PC板强度提高而减小,随PC板厚度增加呈现先减小后增大的趋势,剪力钉直径对组合梁最大挠度影响较小.PC板强度变化对钢桁架最大正应力影响不大,但对PC板最大压应力影响幅度超过20％.当PC板厚度与钢桁架高度比值在0.0506～0.0532时,组合梁的界面局部工作特性及整体力学性能较为均衡.所提公式简洁,该研究成果可为钢桁架-混凝土组合桥梁全寿命建造与安全运维提供理论依据.

关键词：桥梁工程、钢桁架-混凝土组合梁、精细分析、界面工作协调性、力学性能、PC板、敏感度

所属期刊栏目：42

分类号：U411(道路工程)

资助基金：陕西省杰出青年科学基金;陕西省交通运输科研项目;中央高校基本科研业务费专项资金项目

在线出版日期：2023-03-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：77-89