工字形钢-混凝土组合结构双主梁桥扭转性能研究

《工字形钢-混凝土组合结构双主梁桥扭转性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代码：10286分类号：U448密级：公开UDC：624学号：152484工字形钢-混凝土组合结构双主梁桥扭转性能研究研究生姓名：刘华琛导师姓名：万水教授申请学位类别工学硕士学位授予单位东南大学一级学科名称土木工程论文答辩日期2018年05月30日二级学科名称桥梁与隧道工程学位授予日期答辩委员会主席黄侨教授评阅人王文炜教授蒋正国高工2018年06月07日硕士学位论文工字形钢-混凝土组合结构双主梁桥扭转性能研究专业名称：桥梁与隧道工程研究生姓名：刘华琛导师姓名：万水教授RESEARCHONTHETO

2、RSIONPERFORMANCEOFI-SECTIONSTEEL-CONCRETECOMPOSITEDUAL-GIRDERBRIDGEADissertation（Thesis）SubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYLIUHuachenSupervisedbyProf.WANShuiSchoolofTransportationSoutheastUniversityMay2018东南大学学位论文独创性声明本

3、人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所

4、送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师签名：日期：摘要工字形钢-混凝土组合结构双主梁桥是由混凝土顶板和两片工字形钢主梁通过横向连接系构成的开口截面组合结构。由于结合了两种材料的优势且便于施工，在中小跨径桥梁中有广泛的应用前景。传

5、统开口截面组合梁桥的腹板形式为平钢腹板，近年来波形钢腹板在闭口组合箱梁中应用广泛且受力性能良好，而在开口截面梁桥中应用不多，所以本文提出了一种用波形钢腹板代替平钢腹板的新型开口截面组合双主梁的形式，并通过与平钢腹板对比，研究腹板形状对组合双主梁整体抗扭性能的影响。以往学者在研究开口截面组合梁的抗扭性能时，多以单主梁为研究对象，忽略了随着钢主梁数量的增加，横向联系和钢主梁间距对组合梁抗扭性能的影响。本文选取开口截面组合梁常用的框架式横联和桁架式横联，研究横联、主梁间距等对组合结构双主梁整体抗扭性能的影响

6、。本文的主要工作和得到的结论如下：（1）以腹板形状和横联构造形式为变量，设计并制作了三根双主梁实验模型，完成了纯扭矩加载实验，得到了各实验梁的裂缝开展和分布形态，受扭全过程的扭矩-扭率曲线，混凝土翼板、钢梁腹板、钢梁下翼缘和钢筋的应力应变分布规律。实验结果表明，组合梁在纯扭作用下，最终以钢筋屈服和45°斜裂缝不断开展延伸，以致混凝土翼板变形过大而破坏。在纯扭作用下，混凝土翼板和钢梁在受扭过程中存在轴向相互约束作用，分别发生约束扭转。横联影响截面内剪力流的分布，对组合梁的抗扭性能有一定影响。波形钢腹板和

7、平钢腹板组合梁的扭矩-扭率曲线的斜率和最大值的差异，证明了腹板形状对组合双主梁扭转刚度和极限承载力有一定影响。（2）通过与实验结果的比较，找到了能反映实际加载工况的扭矩施加方法，以及能反映组合双主梁在纯扭荷载作用下真实受力性能的钢-混凝土材料界面特性的模拟方法，并建立了各实验梁的有限元模型。通过有限元和实验结果的比较，发现钢主梁的腹板形状和横向联系对开口截面组合双主梁的抗扭性能的影响主要集中在塑性至破坏阶段，波形钢板比平钢板对组合梁抗扭性能的贡献略低，横联的设置会增加组合梁的整体抗扭刚度和极限承载力。

8、（3）以平腹板横梁连接的工字形组合结构双主梁为基础，以横梁间距、主梁间距、混凝土强度等级和整体配筋率为主要变量，进行有限元参数分析，研究其对组合双主梁整体抗扭性能的影响。结果表明横梁间距对组合双主梁抗扭性能影响不明显，增加主梁间距能够显著增加组合双主梁的开裂扭矩、抗扭承载力和受扭全过程的抗扭刚度，提高混凝土等级能够一定程度上增加组合梁开裂扭矩、抗扭承载力和塑性阶段抗扭刚度，提高混凝土翼板配筋率主要改善组合双主梁塑性阶段受扭性能。关键词：工字形钢-混凝土组