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超大跨径UHPC连续箱梁桥抗剪性能研究

雷薇  
【摘要】:本文提出的超大跨径UHPC连续箱梁桥是在传统连续梁桥的基础上进行改进发展,它利用UHPC材料的优良性能实现超大跨径梁桥的受力要求,同时在结构形式和预应力体系上进行改进,使其充分发挥材料优势的同时改善结构的受力性能。 该方案最主要的特点是结构薄壁化,且仅使用单向预应力体系,即只设置纵向预应力而取消竖向和横向的预应力。设置密横隔板以改善结构的受力性能,借助横隔板改善结构的抗扭、横向受力、腹板抗剪以及收缩徐变等性能。而本文主要内容则是研究这种密横隔板单向预应力体系梁的腹板抗剪性能。考察横隔板对其腹板抗剪性能的影响;考察箱梁腹板能否满足结构受力的要求。鉴于此,本文作者主要进行了以下研究工作: (1)设计UHPC悬臂梁,对有横隔板梁和无横隔板梁进行抗剪对比试验,考察两种结构剪切破坏的全过程,通过二者试验结果的对比考察隔板对结构的抗裂和承载力方面的作用,试验结果显示有横隔板梁的裂缝发展明显滞后于无隔板梁,横隔板能够明显改善结构的抗裂性能。 (2)建立试验梁的有限元模型,对试验梁进行数值分析,更加细致的考察结构各方面的性能,如箍筋和横隔板的受力性能,深入分析横隔板对结构的影响,得到两种结构的承载力的计算结果,并与试验结果相比较。分析一些重要参数对两种结构承载力的影响。有限元分析显示,横隔板能够明显提高结构的承载力。 (3)介绍跨径为400m的UHPC连续箱梁桥的整体受力情况、空间受力变形性能以及收缩徐变性能。 (4)根据整体计算模型建立箱梁支座附近梁段的局部有限元模型,分析箱梁在不同荷载工况下支座附近节段的受力性能,确定该方案的腹板抗剪性能力能否满足结构受力的要求。分析结果显示该结构的腹板主拉应力水平比较低,不会发生开裂,能够适应UHPC单向预应力体系超大跨径梁桥的受力要求。


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