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摘要
为深入研究钢桁架-混凝土组合梁的界面工作协调性及整体结构力学性能，建立可为工程应用的简明算法，选取某钢桁架-混凝土组合连续梁作为研究对象，采用精细化有限元分析方法，以多维度单元相组合的形式建立其三维数值空间模型。以中支点截面及中支点附近2 m处截面、边跨跨中截面以及边支点截面处共5组剪力钉为分析对象，计算不同直径剪力钉的荷载-滑移关系曲线。研究预应力混凝土桥面板(简称PC板)的强度、厚度以及剪力钉的形式3种结构参数对PC板与钢桁架界面滑移量的影响程度。结合皮尔逊相关系数给出界面工作协调性对各参数的敏感度，提出了考虑PC板强度、厚度和剪力钉形式的界面滑移量计算公式。通过挠度与应力的变化特征确定钢桁架-混凝土组合梁的整体力学性能，并提出组合梁整体结构的最大挠度预测公式。研究结果表明：随着PC板强度的增加，在荷载较小时，界面滑移量呈下降趋势，荷载较大时，界面滑移量呈上升趋势；PC板厚度对界面滑移量的影响规律不明显；剪力钉的形式对界面滑移量有直接影响，剪力钉直径越小，PC板与钢桁架的界面工作协调性越差。组合梁最大挠度随PC板强度提高而减小，随PC板厚度增加呈现先减小后增大的趋势，剪力钉直径对组合梁最大挠度影响较小。PC板强度变化对钢桁架最大正应力影响不大，但对PC板最大压应力影响幅度超过20%。当PC板厚度与钢桁架高度比值在0.050 6～0.053 2时，组合梁的界面局部工作特性及整体力学性能较为均衡。所提公式简洁，该研究成果可为钢桁架-混凝土组合桥梁全寿命建造与安全运维提供理论依据。
- 出版日期2022
- 单位公路学院; 长安大学
