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作者：张吉仁;刘孟靓;李金频;封周权;卜建清;王迪;
单位：湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室;湖南大学土木工程学院;湖南大学重庆研究院;石家庄铁道大学交通运输工程学院;中国铁路北京局集团有限公司石家庄工务段;
摘要：钢-混凝土组合连续梁负弯矩区开裂问题较为突出,采用S型抗拔不抗剪连接件(URSPC)可有效降低混凝土板拉应力,但同时会产生零弯矩界面处混凝土拉应力与普通栓钉应力集中的问题。为进一步优化组合连续梁负弯矩区内S型URSPC的设计方案,首先研究一种用于S型URSPC的简化模拟方法,进一步提出钢-混凝土组合连续梁非线性快速建模方法。其次,以某三跨连续梁为研究对象,采用S型URSPC的组合连续梁有限元模型,对比分析组合连续梁模型的混凝土拉应力和普通栓钉应力等力学性能。最后,提出一种“抗剪过渡段”的概念,并以过渡段长度(Lst)为参数,对比分析Lst为0.36、0.24和0.12倍负弯矩区长度(Ls)等3种不同抗剪过渡段布置方案的效果。研究结果表明,采用S型URSPC连接件将导致零弯矩界面附近的普通栓钉出现应力集中现象,其Mises应力值显著高于周围栓钉应力水平,且混凝土拉应力由支座截面向跨中区域呈递减趋势,但在零弯矩界面附近又局部异常增大。增设“抗剪过渡段”可缓解零弯矩界面处的普通栓钉应力集中现象,并能够解决混凝土拉应力集中现象。3种方案均可有效降低普通栓钉的Mises应力,降低幅度最大可达34.2%。增设过渡段后零弯矩界面混凝土拉应力应力集中现象消失,拉应力下降明显,最高可达40.88%。综合不同方案的效果,以0.24Ls方案效果最佳。
关键词：桥梁工程;;优化设计;;有限元分析;;钢-混凝土组合连续梁;;负弯矩区;;抗拔不抗剪连接件;;抗剪过渡段
基金资助：国家重点研发计划项目(2021YFB2600600,2021YFB2600605);; 重庆市自然科学基金项目(2022NSCQ-MSX5727);; 河北省重点研发计划(19275405D);; 湖南省研究生科研创新项目(CX20230443);; 大学生创新创业训练计划(S202210532122)
