钢简支梁螺栓连接桥面连续结构抗弯性能研究

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1、学校代号10532学号S150100014分类号U443.32密级公开硕士学位论文钢简支梁螺栓连接桥面连续结构抗弯性能研究学位申请人姓名周银东培养单位土木工程学院导师姓名及职称邵旭东教授学科专业土木工程研究方向大跨与新型桥梁结构研究论文提交日期2018年05月29日学校代号：10532学号：S150100014密级：公开湖南大学硕士学位论文钢简支梁螺栓连接桥面连续结构抗弯性能研究学位申请人姓名：周银东导师姓名及职称：邵旭东教授培养单位：土木工程学院专业名称：土木工程论文提交日期：2018年5月29日论文答辩日

2、期：2018年6月01日答辩委员会主席：华旭刚教授ExperimentalstudyonflexuralbehaviorofcontinuousdecksstructureconnectedwithboltsinsteelsimplysupportedbeamsbyZHOUYindongB.E.(HeFeiUniversityofTechnology)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftherequirementsforthedegreeofMasterof

3、EngineeringinCivilEngineeringintheGraduateschoolofHunanUniversitySupervisorProfessorSHAOXudongMay,2018湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日

4、期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密□。(请在以上相应方框内打―√‖)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I钢简支梁螺栓连接桥面连续结构抗弯性能研究摘要简支梁桥桥面伸缩缝多

5、，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（SuperToughnessConcrete）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

6、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受弯性能，对提出的两种方案开展了足尺模型试验，主要关

7、注负弯矩区。结果表明，方案2的裂缝开展集中于螺栓连接带区域，而方案1螺栓带STC基本无裂缝发展。从破坏模式看，方案1为U肋屈服，螺栓未剪断；方案2为螺栓剪断，U肋未屈服，这意味着在地震荷载下简支变桥面连续结构先破坏，从而保护了钢箱梁主体结构。（3）建立了方案1和方案2的ABAQUS有限元精细化模型，有限元模拟值与试验值吻合良好。从计算结果来看，方案2的名义开裂应力21.4MPa,略低于方案1的名义开裂应力22.2MPa。进而建立了海南铺前大桥跨断裂带引桥两跨ANSYS整体有限元模型，得到了考虑车道荷载、车辆荷

8、载以及温度荷载作用下的STC层拉应力。通过对比，两种方案都能满足正常使用极限状态使用要求，且方案2的抗裂安全储备高于方案1。（4）方案2中倒T肋焊接于端隔板上，对端隔板受力造成了一定的影响。因此考虑在端隔板开孔，使倒T肋连续通过端隔板，这样可避免端隔板受力不利。同时通过计算发现在局部轮载作用下，STC拉应力较大，分析是因为倒T肋横向间距过大导致。因而考虑在相邻倒T肋之间增加短肋，以缩小横向间距，使其