新型内衬组合波形钢腹板的剪切行为

作     者：王晓明 张嘉鼎 赵建领 录哲元 汪帆 王欢 WANG Xiaoming;ZHANG Jiading;ZHAO Jianling;LU Zheyuan;WANG Fan;WANG Huan

作者机构：长安大学公路学院陕西西安710064 中交第二公路工程局有限公司陕西西安710065 黄河勘测规划设计研究院有限公司河南郑州450003 四川省公路规划勘察设计研究院有限公司四川成都610041 

出 版 物：《湖南大学学报:自然科学版》 (Journal of Hunan University:Natural Sciences)

年 卷 期：2023年第50卷第9期

页      面：46-55页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52178104) 长安大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(300102212905) 

主　　题：波形钢腹板 滑槽-栓钉式内衬 数值分析 抗剪强度 应变分布 

摘      要：针对内衬混凝土约束波形钢腹板褶皱效应致使支承区预应力导入效率降低的不足,提出了一种采用滑槽-栓钉式连接的新型内衬.为探索设置新型内衬对波形钢腹板褶皱效应和剪切性能的影响,设计了分别采用纯波形钢腹板和新型内衬组合波形钢腹板的工字钢梁试件,通过本构关系、焊接残余应力和几何初始缺陷幅值的敏感性分析,建立了数值模拟方案,并将数值模拟结果与文献试验结果对比,以验证模拟方案的合理性.随后对比研究了新型内衬组合波形钢腹板和纯波形钢腹板的轴向刚度、应变分布、屈曲模态和抗剪强度.结果表明:所采用的数值模拟方案能准确模拟结构的屈曲模态、极限承载力和应变分布.设置新型内衬后,结构的轴向刚度基本不变;纯波形钢腹板和新型内衬组合波形钢腹板的正应变和剪应变分布基本一致,且正应变均服从拟平截面假定,剪应变沿腹板高度均匀分布;设置新型内衬前后腹板屈曲模态均为交互屈曲模式;设置新型内衬后,结构的极限承载能力提高约23%,破坏时的竖向挠度增大约71%;设置新型内衬提升了腹板的面外刚度,约束了早期面外位移的开展速度,在加载后期,新型内衬的存在限制了面外位移的开展程度.