黃河班多水電站進廠交通橋鋼—混凝土板桁組合結(jié)構(gòu)是一種典型的鋼—混凝土組合橋梁結(jié)構(gòu)。鋼-混凝土組合梁是在組合結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式之一，具有施工速度快、承載力高、適合于載荷大、跨度大的特點。在抗震設(shè)防方面，組合梁有很大的塑性變形和耗能能力，其延性與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比也大得多。鋼-混凝土組合梁的受力優(yōu)勢體現(xiàn)在組合作用，組合作用的大小是由組合梁中的關(guān)鍵部件——剪力連接件決定的。 剪力連接件在組合結(jié)構(gòu)中的工作狀態(tài)處于受彎、受剪還要受到掀起的拉力。
它的側(cè)面有可能全部受壓，也有可能局部受壓?；炷烈戆鍍?nèi)的配筋對剪力連接件的工作也有影響。鑒于連接部力學(xué)行為上的復(fù)雜性，研究連接部位剪力連接件的應(yīng)力分布和變形的規(guī)律，探討連接部的破壞形式和疲勞壽命，對揭示鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)及其連接部的受力性能具有重要意義。 本文通過工程實例，建立全橋單跨的整體有限元模型和連接部節(jié)點的局部空間有限元離散模型來研究連接部的應(yīng)力和應(yīng)變。并由計算出的數(shù)據(jù)結(jié)果，總結(jié)出了連接部的破壞規(guī)律。最后對連接部的疲勞壽命進行評估。
研究的主要內(nèi)容包括以下幾個方面： （1）介紹鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)及剪力連接件的發(fā)展史和特點，總結(jié)國內(nèi)外對鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)及剪力連接件的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀。 （2）以黃河班多水電站進廠交通橋為工程背景，采有限元等有關(guān)分析理論，確定出合理的橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)。建立實橋整體結(jié)構(gòu)有限元模型，對黃河班多水電站進廠交通橋整體結(jié)構(gòu)進行受力分析。 （3）在整體結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上，對連接部節(jié)點建立局部有限元模型。對連接部剪力栓釘定義非線性材料，建立塑性分析模型。并在塑性分析的基礎(chǔ)上進行最不利荷載工況加載，計算分析出連接部節(jié)點局部結(jié)構(gòu)應(yīng)力及應(yīng)變分布情況。 （4）對局部節(jié)點模型進行數(shù)據(jù)模擬試驗，通過對試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計類比，由此計算分析連接部縱向剪力在剪力釘群中的分布，總結(jié)出剪力釘鉚螺鋼的材料力學(xué)性能和連接部結(jié)構(gòu)的荷載—滑移關(guān)系，確定連接部結(jié)構(gòu)的破壞特點。 （5）運用MIDAS FEA的疲勞分析功能，確定合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)和荷載歷程譜，對局部結(jié)構(gòu)進行疲勞分析和壽命評估。
