钢-混结合段群钉推出模型试验研究.pdf

学兔兔 钢一混结合段群钉推出模型试验研究 幸思佳，刘 宏，余天庆 57 钢一混结合段群钉推出模型试验研究 幸思佳 ，刘 宏。，余天庆 (1．湖北工业大学，湖北武汉430068；2．中铁大桥局集团桥科院有限公司，湖北 武汉43o034) 摘 要：武汉二七长江大桥主桥为三塔斜拉桥，主梁采用混合梁，端部为预应力混凝土梁，其余梁段为工字钢 结合梁，结合段为工字钢外包混凝土梁。为研究钢～混结合段长列剪力钉的受力，制作群钉推出模型，采用模型试 验和有限元法分析密集型群钉应变、滑移量和承载能力。结果表明：群钉推出试验破坏形式为剪力钉剪断；群钉的 承载能力可按单钉承载能力乘以剪力钉数量计算；由于摩擦的存在，模型混凝土的滑移量在荷载作用下由上至下 逐渐增大。 关键词：斜拉桥；混合梁；钢一混结合段；剪力钉群；模型试验；有限元法 中图分类号：U448．27；U446．1 文献标志码：A 文章编号：1671—7767(2011)03—0057—04 1 前 言 群钉推出模型试验。在国内、外对单钉的研究成果 武汉二七长江大桥主桥采用三塔斜拉桥方案， 基础上 ，通过模型试验与有限元分析计算，对钢 跨度布置为(90+160+616+616+160+90)m，全 一 混结合段中长列剪力钉群受力机理、滑移量、承载 长1 732 ITl。斜拉桥主梁采用混合梁，梁高3．5 m。 能力和破坏形式进行研究。 为平衡最不利状态下过渡墩及辅助墩产生的巨大负 反力，端部90 ITI为预应力混凝土梁(提供压重)，其 2 群钉推出试验 余梁段为工字钢结合梁，混凝土桥面板厚26 cm 2．1 模型设计 (C60混凝土)。从目前国内已建成的混合梁斜拉桥 模型设计为外包工字钢混凝土柱，工字钢腹板 (汕头磐石桥、白沙洲大桥、桃天门大桥[1]、南昌英雄 两侧各布置 1列 22 mm剪力钉。试验模型采用 大桥[2 )来看，钢梁与混凝土梁一般采用箱形断面。 MTS试验机进行加载，考虑到须对模型剪力钉加载 该桥主梁采用工字钢与混凝土结合梁，结合段选在 至破坏，根据试验机最大加载能力6 000 kN，单个 位于辅助墩向中跨方向4．5 m位置(见图1)。在结 4,22 mm剪力钉极限承载力约为200 kN[6]，则模型 合面设置钢承压板，通过工字钢、预应力钢束、钢承 尺寸设计为2．1 m×0．55 1TI×0．372 ITI，每列11个 压板传递截面内力。其中，钢板通过设置其上的板 22 mm剪力钉，剪力钉纵向间距 150 mm，纵向钢 式加劲肋和剪力钉与混凝土梁牢固结合；同时在钢 筋和箍筋采用 16 mlTl的HRB335钢筋，箍筋间距 主梁与混凝土梁之间采用预应力钢筋连接，对结合 均采用150 mm(与实桥相同)，钢筋净保护层厚度 段产生预压应力，使混凝土梁和钢梁具有良好的整 均为 3 cm，混凝土采用 C60混凝土，配筋率为 体性，并以此向混凝土梁传递轴向内力。 0．67 。模型普通钢筋布置示意见图2。 由于结合段内剪力钉受力较为复杂，主要采取 2．2 测点布置 推出试验的方法确定其力学性能。国内外规范对此 也有具体的规定，但对群钉的相关规定和研究成果 相对较少。以武汉二七长江大桥为工程背景，开展