波形腹板钢底板组合箱梁疲劳性能分析及模型试验研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:storm_shen
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近年来,波形腹板钢底板组合箱梁作为一种新型结构受到了广泛的关注。它使用高强度平钢板代替了传统的混凝土底板,在结构形式上进行了自主创新和改进。波形腹板钢底板组合箱梁具有简单的结构形式,整体焊接钢箱梁方法的选择减少了剪力连接件的总数,提高了箱梁的整体性,受力更加合理,便于工程建设,而且减小了桥梁自重,跨度更大,钢底板和波形钢腹板可以工厂预制拼装进一步加快施工进度,具有更广阔的发展前景和市场前景。为了更好地科学研究这种新型复合结构的疲劳特性,本文在新项目“公路新型钢混组合桥梁建造成套技术研究及产业化”下进行了波形腹板钢底板组合箱梁的研究。在对过去疲劳特性科学研究的认识和总结的基础上,参考国内外规范,依靠缩尺模型试验和有限元模拟进行了分析和科学研究。本文对该结构疲劳性能的研究得到以下结果:(1)通过疲劳动荷载加载n次后,进行静力加载,对顶板底板和腹板的应力、挠度值和变化规律进行了科学研究,分析模型梁的整体性和刚度的变化。根据变化规律得出各部分的刚度在静荷载作用下缓慢降低,但不会对结构产生影响。(2)在疲劳荷载作用下,分析了顶板和底板的应力、挠度值和变化规律,并分析了模型梁在荷载作用下的整体性和刚度的变化,以及模型梁的抗疲劳性能。在循环系统的荷载作用下,顶板和底板的应力呈线性变化,挠度值没有产生突变,呈线性增加,表明存在波动,但不足以对结构产生影响。试验结果表明模型梁的刚度大,结构整体性较好,结构的抗疲劳性能良好。(3)在进行了200万次循环荷载作用后,分析了顶板和底板的应力和挠度值的变化。根据数据的变化规律可以得出模型梁始终处于弹性阶段,抗疲劳性能良好。(4)根据有限元分析,获得荷载作用下顶板和底板的正应力和挠度值,并利用疲劳得到的数据信息进行数据分析测试以验证疲劳测试的准确性。通过有限元分析获得的数据信息与试验数据信息相似,差异不大,总体变化趋势是相同的,很好地证明了疲劳测试数据信息的准确性和稳定性。试验中测得的挠度值与有限元分析模拟的挠度值基本上是一致的。本文对波形腹板钢混组合箱梁的疲劳性能进行了研究,研究结果对该类结构的设计建造以及投入使用具有一定工程参照意义。
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