波形钢腹板pc箱梁桥结构设计与连接件研究

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1、波形钢腹板PC箱梁桥结构设计与连接件研究隶南ｙ大?坚博士学位论文波形钢腹板ＰＣ箱梁桥结构设计与连接件研究导师姓名：冱丞ＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＳＴＲＵＣＴＵＲＡＬＤＥＳＩＧＮＡＮＤＳＨＥＡＲＣＯＮＮＥＣＴＯＲＳＯＦＴＨＥＰＣＢＯＸ—ＧＩＲＤＥＲＢＲⅡ）ＧＥＷＩＴＨＣＯＲＲＵＧＡＴＥＤＳＴＥＥＬＷＥＢＳＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＤｏｃｔｏｒｏｆＳｃｉｅｎｃｅＢＹＬｉＳｈｕｑｉｎＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＷａｎＳｈｕｉＳｃｈｏｏｌｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒ

2、ｓｉｔｙＪａｎｕａｒｙ，２０１２日期：趁１研究生签名：盔逸当王挺日期：劬．石心垄逖谢意。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本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东南大学学位论文独创性声明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东南大学、中国

3、科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复东南大学学位论文使用授权声明导师签名：研究生签名：理。１ｆ包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权东南大学研究生院办摘要波形钢腹板ＰＣ组合箱梁桥是一种新兴的钢．混组合结构桥梁，其结构形式为顶、底板为钢筋混凝土结构，腹板为波形钢腹板，预应力采用体外、或体内与体外相结合的布置方式。在混凝土顶、底板发生徐变、收缩时，钢腹板可自由伸缩，减小预应力损失。该结构充分发挥了自重轻、施工方便、预应力损失小、耐久性好等优点，结构受力十分合理。随着波形钢腹板ＰＣ组合梁桥在我国的应用逐渐增多，在试验研究、理论分析、结构计算、桥梁

4、施工等方面均积累了一些经验。但是，关于波形钢腹板ＰＣ组合梁桥的结构设计方面国内尚未形成完整的设计理论，本文经过归纳和分析国内外相关专家学者的研究成果，结合国内实桥建设经验，着重对波形钢腹板ＰＣ组合箱梁桥的一种新型剪力连接件以及该种桥型的设计方法两方面进行研究，主要开展了以下几个方面的工作：通过总结和归纳波形钢腹板ＰＣ组合箱梁桥四种结合部的常用连接形式，重点分析了波形钢腹板与混凝土顶底板连接的常用剪力连接件的形式及特点。在原ＰＢＬ剪力连接件的基础上提出一种新型ＰＢＬ剪力连接件～一开孔波折板剪力连接件。探讨了其构造原理和传力机制。对８组共４６个推出试件进行了极限承载力试验，结合有限元软件

5、建模分析和研究了推出试件的受力机理、破坏形态：分析了连接件的荷载．滑移曲线，考察了混凝土强度、钢板开孔、波折角度、贯通钢筋等因素对该该种连接件极限承载力的影响。试验结果表明：在同等条件下，开孔波折板连接件抗剪承载力比ＰＢＬ连接件有较大程度的提高，且表现出较好的延性。提出了开孔波折板连接件屈服承载力、极限承载力、荷载．滑移分阶段计算公式，并结合国内外典型推出试验的结果与现行开孔板连接件公式进行对比。最后通过性能分析对比对ＰＢＬ连接件以及开孔波折板连接件的应用范围进行了介绍。分析和研究波形钢腹板ＰＣ组合箱梁桥设计计算已有研究成果的基础上，借鉴预应力混凝土梁桥设计理论，结合波形钢腹板ＰＣ组

6、合箱梁桥自身的构造及受力特点，介绍了波形钢腹板ＰＣ组合箱梁桥安全验算内容以及计算假定。对波形钢腹板ＰＣ组合箱梁桥的主要部件的构造特点以及计算方法进行了研究；重点分析了波形钢腹板ＰＣ组合箱梁桥中的波形钢腹板抗剪计算、疲劳计算、以及波形钢腹板与桥面板的连接设计。通过实例回归分析给出了波形钢腹板ＰＣ组合箱梁桥高跨比、横隔板合理间距的经验公式。关键词：桥梁工程；组合结构；波形钢腹板；剪力连接件；开孔波折板；推出试验；有限元分析ＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＰＣｂｏｘ－ｇｉｒｄｅｒｗｉｔｈｃｏｒｒｕｇａｔｅｄｓｔｅｅｌｗｅｂｓｉｓａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｓｔｅｅｌ—ｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｍｐｏｓｉ

7、ｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｉｔｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｂｙｔｏｐａｎｄｂｏｔｔｏｍｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｆｌａｎｇｅｓ，ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄｓｔｅｅｌｗｅｂｓａｎｄｅｘｔｅｒｎａｌｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｏｒｉｎｔｅｒｎａｌａｎｄｅｘｔｅｒｎａｌｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ．Ｗｈｅｎｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅｆｌａｎｇｅｓｈａｖｅｓｈｒｉｎｋａｇｅａｎｄｃｒｅｅｐ，ｔｈｅｃｏｒｒｕｇａｔｅｄｓｔｅｅｌｗｅｂｓＣａｎｅｘｐａｎｄｏｒｃｏｎｔｒａｃｔｆｒｅｅｌｙ，