钢—混组合桥梁预制桥面板湿接缝构造及传力研究

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随着我国桥梁建设的发展,以预制拼装为核心的桥梁工业化建造技术将成为解决现有桥梁建设中施工质量难以保证、施工速度慢等问题的有效方式。钢-混组合桥梁是一种易于实现快速拼装的高性能桥梁结构形式,符合国家桥梁建设预制化、标准化、工业化和产业化的要求。要实现钢-混组合桥梁工业化建设的目标,必须要解决各单元之间的连接技术问题,其中桥面板之间的连接是其关键技术之一。为了更好传递剪力及弯矩,桥面板之间通常采用湿接缝的连接形式,但在工程中发现,湿接缝在使用过程中容易产生开裂、渗水等病害,影响桥梁的使用性能。国内外专家学者均对桥面板湿接缝的构造进行了一定的研究,提出了一些新的湿接缝构造形式,但是现有研究存在一定的局限性,未能明确湿接缝的传力。基于对混凝土预制桥面板湿接缝的现有研究,本文对环形钢筋和锚固钢筋两种形式湿接缝的受力性能进行研究,并根据试件受力全过程分析湿接缝的传力机理。本文的主要研究内容及结论如下:(1)对湿接缝构造形式、钢筋搭接长度规范要求以及湿接缝的抗弯承载力进行系统梳理,在国内外试验研究的基础上,对比理论计算与试验所得湿接缝抗弯承载力,经过对比发现理论值与试验值相差10%左右。(2)以国外试验研究为基础,校验有限元模型,通过对比试件的承载力以及竖向挠度发现有限元能够较为准确模拟湿接缝的受力状态。在此基础上,研究纵向湿接缝的力学性能,研究表明混凝土强度、钢筋搭接长度以及配筋率均对湿接缝的抗弯承载力和刚度均有一定的影响,其中随着配筋率的提高湿接缝的抗弯承载力和刚度提增长非常显著;钢筋搭接长度对湿接缝的刚度影响并不明显。(3)为了更好模拟湿接缝的传力,以两组横向湿接缝为例分析湿接缝的受力全过程,研究表明环形钢筋湿接缝和锚固钢筋湿接缝的传力类似于拉压杆模型,受力主筋为拉杆;以两侧反向钢筋端部连线为中心的受压混凝土柱为压杆;钢筋端部为拉压杆模型的节点。
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