混凝土箱梁和T梁交接處剪應力傳遞與應力分布

《混凝土箱梁和T梁交接處剪應力傳遞與應力分布》是依託華僑大學，由董毓利擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：混凝土箱梁和T梁交接處剪應力傳遞與應力分布
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：董毓利
• 依託單位：華僑大學

項目摘要

本項目主要研究混凝土箱梁、T梁腹板-翼板交接處剪應力傳遞及對翼板中正應力分布的影響。通過對混凝土簡支箱梁、連續箱梁、不同厚度和不同寬度簡支T梁進行試驗，考察梁在純彎曲段、反彎點和支座處梁截面的變形特徵和整個梁的受力力學性能；在翼板上、下對稱布置應變片同時，利用特製裝置對混凝土內部的應變也進行測定；根據測定的混凝土箱梁和T梁截面應變，利用混凝土應力－應變關係計算截面的應力，比照Bernoulli-Euler梁理論，確定箱梁、T梁交接處腹板剪應力在翼板中沿寬度方向和厚度方向的傳遞規律，考察它們對受拉和受壓彎曲應力的影響；利用Timoshenko梁單元考慮腹板的剪下變形，根據測定的截面變形修正箱梁、T梁翼板的位移形函式，建立合理的有限元分析方法，並對重要參數進行分析；綜合試驗和有限元分析結果，提出便於工程套用的箱梁、T梁截面應力計算公式。

結題摘要

箱形梁和T型梁具有結構合理、造價經濟和抗彎抗扭剛度強等特點，然而其剪力滯效應問題極其突出。在20世紀70年代左右，橋樑設計中未合理考慮剪力滯引起的應力集中，造成多座梁橋破壞，這引起的各國學者對剪力滯問題的重視。 本項目開展了不同翼緣板寬度T梁及箱梁的模型試驗，測量截面上（包括混凝土內部）沿寬度方向的應變分布規律，研究剪力滯效應產生的機理；測量了受力過程中各典型截面上沿寬度和厚度方向的應變情況，研究彎矩和剪力對截面上應力分布的影響。通過研究，主要得到以下結論： (1) 簡支T梁發生豎向彎曲變形時，全梁範圍內均產生不同程度的正剪力滯效應，其中，剪力是產生剪力滯效應的主要因素。對於主要由剪力引起的剪力滯效應，翼板腹板寬度比的增大會對其產生削弱；而對於由彎矩引起的剪力滯效應，翼板腹板寬度比的改變對於其影響不大。集中力對於作用點附近一定範圍內的應變分布起決定性作用，這作用隨著距離作用點愈遠則愈弱。隨著荷載等級的增加，剪力滯效應一般愈來愈弱，最終趨於平緩。配筋的存在可緩和剪力滯效應。 (2) T梁在中間支座截面剪力滯效應最明顯；純剪處和邊支座處截面剪力滯現象並不明顯；一般情況下T梁翼板上表面比下表面剪力滯效應顯著；隨著彎矩增大典型截面剪力滯效應愈加顯著。 (3) 剪力是引起剪力滯效應的主要原因而彎矩與剪力滯效應關係不大，剪力滯效應隨截面荷載增大無明顯變化，剪力滯效應在翼板厚度範圍內未呈現明顯規律，頂板混凝土內部剪力滯效應與表面和鋼筋剪力滯效應強度情況相似。 通過本項目的研究，利用Timoshenko梁單元考慮腹板的剪下變形，根據測定的截面變形修正箱梁、T梁翼板的位移形函式，對重要參數進行分析；綜合試驗結果，提出便於工程套用的箱梁、T梁截面應力計算公式。