【摘要】：波形鋼腹板箱梁梁橋是一種新型橋梁形式。本文通過有限元分析計算和試驗研究,解決了波形鋼腹板箱梁腹板剪切屈曲及抗剪承載力計算方法中的一些問題。本文研究對象為波形鋼腹板箱梁中的腹板。在研究中,完整地建立箱梁有限元模型或制作完整箱梁試驗?zāi)Ｐ蛠硌芯科涓拱宓募羟行阅軇t沒有必要。通過有限元計算的方法,對實際波形鋼腹板箱梁結(jié)構(gòu)作了一定的簡化。彈性剪切屈曲強度計算是波形鋼腹板研究的一個重要問題,且由于其幾何外形和屈曲形式復(fù)雜,需考慮幾何參數(shù)多,精度高且適用范圍廣的臨界應(yīng)力計算方法成為研究重點。在已有理論研究基礎(chǔ)上,借助大量有限元數(shù)值模擬結(jié)果,依次分析了影響波形鋼腹板局部屈曲、整體屈曲臨界應(yīng)力簡化計算公式的幾何參數(shù),并通過數(shù)值計算結(jié)果與簡化計算方法的對比和參數(shù)分析法,提出了更高精度的修正計算公式;在此基礎(chǔ)上,進一步分析影響波板合成屈曲和臨界應(yīng)力的關(guān)鍵因素,提出了適用范圍較廣,綜合考慮局部屈曲、整體屈曲以及合成屈曲三種屈曲模式的波板臨界應(yīng)力建議計算式,并給定了計算公式的合理使用范圍。經(jīng)算例比較表明,建議計算公式具有較好的計算精度,為研究波板抗剪承載力奠定了基礎(chǔ)。采用試驗的方法,研究波形腹板的抗剪性能。通過試驗現(xiàn)象得到波形鋼腹板幾何尺寸與屈曲模態(tài)的關(guān)系;通過試驗數(shù)據(jù)的處理分析,得到腹板高度上的剪應(yīng)力分布情況、抗剪極限承載力以及屈曲后承載力與波形鋼腹板幾何尺寸的關(guān)系。探討了目前各國規(guī)范中使用的以及各國學(xué)者研究得到的波形鋼腹板抗剪承載力計算方法,并對這些常用的計算方法的適用性和局限性做了初步的討論和分析。以已有理論為基礎(chǔ),結(jié)合本文以及世界各國波板抗剪承載力試驗數(shù)據(jù),通過分析研究,提出了考慮各種剪切破壞相互作用的抗剪承載力計算方法,并給出公式的適用范圍。將本文提出的抗剪承載力計算方法與已有常用的幾個計算方法進行對比,分析各個計算方法的適用性與局限性。收集世界各地已建波形鋼腹板箱梁腹板的幾何尺寸,建立非線性有限元模型。將建議公式與有限元結(jié)果進行比對,結(jié)果表明,公式精度較高。
【圖文】：

并且有了一定的成果。清華大學(xué)、重慶交通大學(xué)、湖南大學(xué)等少數(shù)單位對波形鋼腹板箱梁這種結(jié)構(gòu)的鋼腹板屈曲強度、彎曲特性等方面進行一的研究。波形鋼腹板箱梁這種新型的結(jié)構(gòu)有諸多優(yōu)點[2]，并且有很大的競爭優(yōu)與普通混凝土箱梁相比，因為腹板用波形鋼代替，自重大幅降低；波形鋼腹梁腹板上的彎矩可以基本忽略，而彎矩只由混凝土頂?shù)装宄袚?dān)，波形鋼腹板只承擔(dān)剪力[3]，材料的使用效率大幅提高；普通混凝土箱梁的預(yù)應(yīng)力束一般都在箱梁的內(nèi)部，不方便橋梁后期的維修和養(yǎng)護，而波形鋼箱梁一般使用體外體外束方便更換和修復(fù)，利于橋梁后期的養(yǎng)護[4]；和平鋼腹板相比，波形鋼腹承受更大的剪力，抗剪屈曲強度高，波形鋼板只要較小的厚度就可以抵抗相剪力作用。與國內(nèi)采用較多的槽形截面鋼箱梁結(jié)合混凝土橋面板相比，鋼材較省，，降低了造價。目前，波形鋼腹板箱梁的截面形式主要有兩種，將兩片鋼腹板垂直放置，并與混凝土頂?shù)装逑噙B的，稱為直腹板式波形鋼腹板箱梁 1-1）；將兩片波形鋼腹板傾斜放置，并與混凝土頂?shù)装逑噙B的，稱為斜腹板形鋼腹板箱梁（圖 1-2）。本文只對直腹板式波形鋼腹板箱梁腹板的剪切屈曲剪承載力進行研究。

并且有了一定的成果。清華大學(xué)、重慶交通大學(xué)、湖南大學(xué)等少數(shù)單位對波形鋼腹板箱梁這種結(jié)構(gòu)的鋼腹板屈曲強度、彎曲特性等方面進行一的研究。波形鋼腹板箱梁這種新型的結(jié)構(gòu)有諸多優(yōu)點[2]，并且有很大的競爭優(yōu)與普通混凝土箱梁相比，因為腹板用波形鋼代替，自重大幅降低；波形鋼腹梁腹板上的彎矩可以基本忽略，而彎矩只由混凝土頂?shù)装宄袚?dān)，波形鋼腹板只承擔(dān)剪力[3]，材料的使用效率大幅提高；普通混凝土箱梁的預(yù)應(yīng)力束一般都在箱梁的內(nèi)部，不方便橋梁后期的維修和養(yǎng)護，而波形鋼箱梁一般使用體外體外束方便更換和修復(fù)，利于橋梁后期的養(yǎng)護[4]；和平鋼腹板相比，波形鋼腹承受更大的剪力，抗剪屈曲強度高，波形鋼板只要較小的厚度就可以抵抗相剪力作用。與國內(nèi)采用較多的槽形截面鋼箱梁結(jié)合混凝土橋面板相比，鋼材較省，降低了造價。目前，波形鋼腹板箱梁的截面形式主要有兩種，將兩片鋼腹板垂直放置，并與混凝土頂?shù)装逑噙B的，稱為直腹板式波形鋼腹板箱梁 1-1）；將兩片波形鋼腹板傾斜放置，并與混凝土頂?shù)装逑噙B的，稱為斜腹板形鋼腹板箱梁（圖 1-2）。本文只對直腹板式波形鋼腹板箱梁腹板的剪切屈曲剪承載力進行研究。
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U441

【參考文獻】

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本文編號：2645606