钢简支梁螺栓连接桥面连续结构抗弯性能研究
发布时间：2022-08-11 13:23
简支梁桥桥面伸缩缝多,导致行车不舒适,因而多跨简支梁采取桥面连续的措施被广泛应用。海南铺前跨海大桥位于强震区,为降低震害风险,该桥的引桥采用了钢箱梁+超高韧性混凝土STC（Super Toughness Concrete）桥面的简支梁桥,跨径约58m,共10跨。为提高行车舒适性,部分主梁间采用了桥面连续的措施,对于这种特殊的桥面连续结构,国内外均无文献报道。针对这种需求,本文提出了受力性能优良、震后易修复的钢-STC轻型组合简支梁桥面连续结构。对于该结构形式,不仅要考虑静力性能,也要考虑动力性能,本文主要关注静力抗弯性能。为了研究这一新结构的受力性能,并为工程应用提供技术支撑,先后进行了负弯矩足尺模型试验、有限元数值模拟和优化分析,在此基础上主要进行了以下内容的研究:（1）设计了两种螺栓连接简支变桥面连续结构:1)倒T肋焊接于钢桥面顶板与端横隔板上,高度与U肋等高,横向位置与U肋一一对应,倒T肋腹板与翼缘均用连接板相连,以下简称方案1;2)降低倒T肋高度,焊接于钢桥面顶板与端横隔板上,但横向位置焊接于相邻的U肋之间,取消倒T肋腹板连接板,以下简称方案2。（2）为探明简支变桥面连续结构的...
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 钢-STC轻型组合桥面结构
1.2.1 超高性能混凝土(UHPC)概述
1.2.2 超高性能混凝土(UHPC)应用
1.2.3 超高性能混凝土未来发展方向
1.2.4 超高韧性混凝土(STC)
1.2.5 钢-STC轻型组合桥面结构
1.3 简支变桥面连续结构概述
1.3.1 国外的研究现状
1.3.2 国内的研究现状
1.3.3 简支变桥面连续结构病害及原因
1.3.4 简支变桥面连续结构的改进
1.4 论文背景与方案提出
1.4.1 工程背景
1.4.2 方案设计
1.5 研究目的与主要内容
1.5.1 主要研究目的
1.5.2 主要研究内容
第2章 桥面连续结构方案1试验与分析
2.1 引言
2.2 方案设计
2.2.1 试件制作
2.2.2 材料性能
2.2.3 试验加载与数据采集
2.3 试验现象与分析
2.3.1 试验现象
2.3.2 试验结果—跨中挠度
2.3.3 试验结果—STC与钢板应变
2.3.4 试验结果—螺栓滑移
2.4 试验有限元分析
2.4.1 ABAQUS介绍
2.4.2 材料本构
2.4.3 模型建立
2.4.4 结果对比
2.5 名义开裂应力计算
2.6 本章小结
第3章 实桥有限元计算
3.1 引言
3.2 整体有限元模型建立
3.2.1 模拟方案
3.2.2 材料本构关系
3.2.3 单元选择与边界条件
3.2.4 荷载施加
3.3 局部有限元模型建立
3.3.1 模拟方案
3.3.2 材料、单元选择与边界条件
3.3.3 加载工况
3.4 计算结果
3.4.1 方案1整体计算
3.4.2 方案1局部计算
3.4.3 计算结果汇总
3.5 本章小结
第4章 桥面连续结构方案2试验与分析
4.1 引言
4.2 方案构造
4.3 试验方案设计
4.3.1 试件制作
4.3.2 材料参数
4.3.3 试验加载与数据采集
4.4 试验现象与分析
4.4.1 试验现象
4.4.2 试验结果—跨中挠度
4.4.3 试验结果—STC与钢板应变
4.4.4 试验结果—螺栓滑移与破坏形态
4.5 试验有限元分析
4.5.1 材料本构
4.5.2 模型建立
4.5.3 结果对比
4.5.4 连接板应力分布
4.6 名义开裂应力计算
4.7 实桥有限元计算
4.7.1 方案2整体计算
4.7.2 方案2局部计算
4.7.3 计算结果汇总
4.8 本章小结
第5章 方案优化设计与分析
5.1 引言
5.2 端隔板开孔方案
5.2.1 ANSYS有限元建模
5.2.2 STC拉应力计算—整体
5.2.3 STC拉应力计算—局部
5.2.4 ABAQUS非线性计算
5.3 增加短肋方案
5.3.1 倒T肋与短肋布置
5.3.2 STC拉应力计算
5.3.3 ABAQUS非线性计算
5.4 计算结果对比
5.4.1 试验有限元计算结果对比
5.4.2 实桥计算结果对比
5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
本文编号：3674737
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 钢-STC轻型组合桥面结构
1.2.1 超高性能混凝土(UHPC)概述
1.2.2 超高性能混凝土(UHPC)应用
1.2.3 超高性能混凝土未来发展方向
1.2.4 超高韧性混凝土(STC)
1.2.5 钢-STC轻型组合桥面结构
1.3 简支变桥面连续结构概述
1.3.1 国外的研究现状
1.3.2 国内的研究现状
1.3.3 简支变桥面连续结构病害及原因
1.3.4 简支变桥面连续结构的改进
1.4 论文背景与方案提出
1.4.1 工程背景
1.4.2 方案设计
1.5 研究目的与主要内容
1.5.1 主要研究目的
1.5.2 主要研究内容
第2章 桥面连续结构方案1试验与分析
2.1 引言
2.2 方案设计
2.2.1 试件制作
2.2.2 材料性能
2.2.3 试验加载与数据采集
2.3 试验现象与分析
2.3.1 试验现象
2.3.2 试验结果—跨中挠度
2.3.3 试验结果—STC与钢板应变
2.3.4 试验结果—螺栓滑移
2.4 试验有限元分析
2.4.1 ABAQUS介绍
2.4.2 材料本构
2.4.3 模型建立
2.4.4 结果对比
2.5 名义开裂应力计算
2.6 本章小结
第3章 实桥有限元计算
3.1 引言
3.2 整体有限元模型建立
3.2.1 模拟方案
3.2.2 材料本构关系
3.2.3 单元选择与边界条件
3.2.4 荷载施加
3.3 局部有限元模型建立
3.3.1 模拟方案
3.3.2 材料、单元选择与边界条件
3.3.3 加载工况
3.4 计算结果
3.4.1 方案1整体计算
3.4.2 方案1局部计算
3.4.3 计算结果汇总
3.5 本章小结
第4章 桥面连续结构方案2试验与分析
4.1 引言
4.2 方案构造
4.3 试验方案设计
4.3.1 试件制作
4.3.2 材料参数
4.3.3 试验加载与数据采集
4.4 试验现象与分析
4.4.1 试验现象
4.4.2 试验结果—跨中挠度
4.4.3 试验结果—STC与钢板应变
4.4.4 试验结果—螺栓滑移与破坏形态
4.5 试验有限元分析
4.5.1 材料本构
4.5.2 模型建立
4.5.3 结果对比
4.5.4 连接板应力分布
4.6 名义开裂应力计算
4.7 实桥有限元计算
4.7.1 方案2整体计算
4.7.2 方案2局部计算
4.7.3 计算结果汇总
4.8 本章小结
第5章 方案优化设计与分析
5.1 引言
5.2 端隔板开孔方案
5.2.1 ANSYS有限元建模
5.2.2 STC拉应力计算—整体
5.2.3 STC拉应力计算—局部
5.2.4 ABAQUS非线性计算
5.3 增加短肋方案
5.3.1 倒T肋与短肋布置
5.3.2 STC拉应力计算
5.3.3 ABAQUS非线性计算
5.4 计算结果对比
5.4.1 试验有限元计算结果对比
5.4.2 实桥计算结果对比
5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
本文编号：3674737
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