预制节段式混凝土桥梁干接缝抗剪性能研究
预制节段式混凝土桥梁紧密结合着现代施工工艺和预应力的发展方向，目前已得到世界各国的普遍认可，在桥梁工程中得到了广泛的应用。随着我国工业化水平的提高，预制节段式混凝土桥梁在我国的推广将具有广阔的前景。但与这种发展趋势不相匹配的是我国针对该类桥梁开展的研究相对较少，尤其是对接缝的构造和力学性能还缺乏系统的研究。由于非预应力钢筋在接缝处不连续，预制节段间接缝的刚度、强度和开裂后延性都比临近的截面要小，在设计和施工过程中需要特别的注意。我国现行公路桥规中还没有相应的设计条款可供参考，在实桥的设计与施工中经常需要参考国外的相关规范。本文依托广州市科技计划项目(2008J1-C201)“体外预应力节段施工新技术研究”，通过理论推导、试验分析和有限元数值模拟三方面对预制节段式混凝土桥梁干接缝抗剪性能进行研究，主要包括以下几个方面:
(1)对预制节段式混凝土桥梁的三种接缝类型及其各自的优缺点与适用范围进行分析比较，并介绍了接缝面上四种类型的剪力键及其各自的作用与构造。同时，参考国内外现有文献资料，提出了剪力键设计的一般原则和尺寸规定。
(2)研究了接缝区域的结构特点，总结了正应力和剪应力在节段间传递的规律和强度折减系数。对比分析了目前国内外规范及学者提出的针对接缝抗剪承载力的计算公式。并在此基础上，推导了基于摩尔应力圆的键齿干接缝直剪承载力计算公式。
(3)以正应力大小、键齿尺寸、键齿间距、键齿数量和钢纤维混凝土为试验参数，进行了15个试件的抗剪性能试验研究。从试件的裂缝发展过程及破坏形态、剪切滑移行为、抗剪性能影响因素和试验实测值与理论公式计算值的对比四个方面对试验的结果进行了详细的分析。
(4)在考虑材料、几何和接触非线性的基础上，应用ABAQUS有限元软件建立分析计算模型，对干接缝的抗剪性能进行研究。首先对比分析了各个有限元模型的剪切荷载-竖向相对滑移曲线和主拉应力云图。其次，针对键齿干接缝试件的裂缝发展全过程进行了模拟。最后将所有试件极限剪切荷载的试验实测值和有限元模拟值进行对比分析。
预制节段;干接缝;抗剪性能;有限元分析;混凝土桥梁;数值模拟
广东工业大学
硕士
桥梁与隧道工程
姜海波
2013
中文
U448.33
120
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）