悬臂混凝土薄壁箱梁剪力滞效应试验研究与分析

第29卷第3期湘　潭　大　学　自　然　科　学　学　报Vol.29No.3　　　　　　　　　2007年9月NaturalScienceJournalofXiangtanUniversitySept.2007

悬臂混凝土薄壁箱梁剪力滞效应

试验研究与分析3

祝明桥1,2

(1.中南大学土木工程学院,湖南长沙410083;2.411201)

[摘要]　,箱梁悬臂部分在不同荷载作用下,荷载-.研究结果表明:在

;:支

座处存在正剪力滞现象,离支座2/3.根据试验结果,得到了伸臂混凝土薄壁箱梁

悬臂部分不同荷载作用下,,并和现行JTGD62-2004规范比较,得出规范计算结果

较试验结果偏于安全.

关　键　:;;剪力滞效应;翼缘有效宽度计算系数

219文献标识码:A　　　　　　　文章编号:1000-5900(2007)03-00103-05

ExperimentalResearchandAnalysisontheShearLagEffect

ofHigh-StrengthConcreteThin-WalledBoxContinuousGirder

ZHUMing-qiao1,2

(1.SchoolCivilEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083China;

2.SchoolCivilEngineering,HunanUniversityofScienceandTechnology,Xiangtan411201China)

【Abstract】　Theexperimentalresearchandanalysisonshearlageffectoftheconcretethin-walledboxcantilevergirderhavebeenperformedinelasticstage.Thedeflectionandconcretestraindistributionofthe

flangesindifferentsectionsanddifferentloadshavebeenstudied.Theresultsdemonstratethatthepositive

shearlagphenomenonhavebeenconfirmedindifferentsectionsunderconcentratedloads,butthedifferent

shearlagphenomenonhavebeenconfirmedindifferentsectionsunderuniformloads:positiveshearlagphe2

nomenainsupportsection,negativeshearlagphenomenain2/3cantileverlongsection.Theexperimental

valuesofequivalentcalculatedcoefficientofflangewidthindifferentsectionshavebeengivenunderdifferent

http://doc.guandang.netparedwithcalculatingvaluesbythecode(JTGD62-2004),thecalculatedvalueisconfirmedto

safeinsupportsection.

Keywords:　cantileverconcretethin-walledboxgirder;experimentalresearchandanalysis;shearlag

effect;equivalentcalculatedcoefficientofeffectiveflangewidth

混凝土薄壁箱梁截面抗弯刚度大、弯曲应力图形合理,能有效地抵抗正负弯矩,在施工和使用过程中具有较好的稳定性,能较好地适应各种现代施工方法(如悬臂施工、顶推施工等)要求,因此,在现代桥梁中得到广泛应用,且常被用来作为悬臂抗弯构件[1～2].但和传统的悬臂矩形截面混凝土受弯构件相比,由于悬臂混凝土薄壁箱梁截面抗弯应力沿翼缘板宽度范围的分布是不均匀的,存在剪力滞现象[3～9].因此,在应用初等混凝土梁理论,解决悬臂混凝土薄壁箱梁正截面抗弯承载力计算时,确定其翼缘有效宽度是关键.

本文将通过大比例悬臂混凝土薄壁箱梁模型在弹性范围内抗弯性能试验研究,从试验的角度,探讨悬臂混凝土薄壁箱梁在各种不同类型荷载(包括均布和集中等类型荷载)下的剪力滞现象,重点研究控制截面悬臂支座和不同悬臂长度处截面剪力滞效应和翼缘等效分布宽度系数的变化规律,为在弹性范围内解决悬臂混凝土薄壁箱梁抗弯正截面抗弯承载力计算提供直接依据.

3收稿日期:2007-04-06　　　基金项目:国家自然科学基金资助项目(50478099)

　　　作者简介:祝明桥(1968-),男,安徽太湖人,博士,教授.E-mail:ZMQ2002@http://doc.guandang.net

104　　　湘　潭　大　学　自　然　科　学　学　报　　　　　　　　　　　　　2007年1　试验概况

111　试件设计及材料力学性能

混凝土薄壁箱形桥梁多采用宽顶板、窄底板、长悬臂、斜腹板的梯形截面混凝土薄壁箱梁[2～6],因此,本次试验模型采用此类截面.模型长为610m,两端各设有012m厚横隔板,混凝土强度等级采用C60,钢筋采用HRB335级钢筋,箱梁模型设计尺寸如图1所示,

1.

(a)模型平面图　　　　　　　　　　　　　　　　　(b)截面尺寸及配筋

图1　模型箱梁截面尺寸及配筋(单位:mm)

Fig.1　Theprofileandreinforcementsofcrosssection

112　试验装置及仪表布置

为了全面研究悬臂混凝土箱梁模型剪力滞现象,同时模拟实际工程情况,取伸臂梁中悬臂部分作为研究对象,并利用模型的对称性,取B-B、C-C、D-D共3个控制截面作为具体的研究对象(其中,B-B截面位于悬臂部分的支座处,C-C和D-D截面位于悬臂部分离支座约1/4和2/3悬臂长度处),每个控制截面顶板均布有9片混凝土应变片,如图1所示.为了测得悬臂部分的纵向变形,在悬臂部分支座和端部截面双向对称布置有4个百分表.

在保证悬臂部分混凝土不开裂的前提下,即基本保持在弹性范围内受力,伸臂混凝土薄壁箱梁均布外荷载试验,采用标准铁砝码分级加载;集中外荷载试验,采用分配梁在端部实施分级加载,如图

2.

图2　加载试验照片

Fig.2　Uniformload,designscheduleandbendingmoment

2　试验结果与分析

表1　钢筋及混凝土力学指标

Tab.1　Thepropertiesofreinforcementsandconcrete

钢绞线、钢筋力学性能指标/MPa

规格

ν16

ν12屈服强度4101044110混凝土力学性能指标/MPa弹性模量2103×1052108×105极限强度5871863818设计强度310310弹性模量71191立方体抗压强度棱柱体抗压强度561255105劈拉强度4173×104　　悬臂混凝土薄壁箱梁模型在弹性范围内抗弯性能试验研究加载程序严格按照《混凝土结构试验方

第3期　　　　　　　　　　祝明桥　　悬臂混凝土薄壁箱梁剪力滞效应试验研究与分析　　105

[10]法标准》执行.考虑到混凝土受力基本处于弹性范围,相同试验进行了3～5次,同时利用了截面的对称性,取其平均值作为最终的试验结果,主要研究成果包括:端部荷载-挠度曲线、不同荷载作用下悬臂部分各控制截面顶板混凝土应变分布等.

211　荷载-挠度曲线

伸臂混凝土薄壁箱梁悬臂部分在均布荷载和集中荷载的分级荷载作用下,测得悬臂部分在距悬臂支座1950mm处荷载-挠度曲线如图3所示.从图3可以看出:载作用,其各级荷载作用下测得的挠度与荷载基本呈正比,

.

图3　荷载-挠度曲线

Fig.3　The

curveofload-deflection

图4　均布荷载作用下各控制截面顶板混凝土应变分布　　　　　　　图5　集中荷载作用下各控制截面顶板混凝土应变分布Fig.4　Concretestraindistributionindifferentsections　　　　　　　　Fig.5　Concretestraindistributionindifferentsections

106　　　湘　潭　大　学　自　然　科　学　学　报　　　　　　　　　　　　　2007年212　不同截面处混凝土应变分布

伸臂混凝土薄壁箱梁悬臂部分在均布荷载分级作用下,实际测得的悬臂部分各控制截面顶板混凝土应变分布如图4所示,图中取拉应变为正,压应变为负;为了减小测试误差的影响,利用截面的对称性,将图中应变取为对称位置的应变平均值;同时平均了多次试验测得的结果(集中荷载作用类同).从图4可以看出:伸臂梁的悬臂部分在均布荷载作用下,在支座处的B-B截面顶板应变分布规律是腹板与顶板相交处应变最大,愈往两边应变愈小,呈现明显正剪力滞现象;1/4悬臂长度的C-C截面,其顶板应变分布较均匀,剪力滞现象不明显;D-D截面,在腹板与顶板相交处应 …… 此处隐藏：4729字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……