钢-混结合连续梁负弯矩区耐久性提升技术研究

研究目的:为进一步提升结构耐久性,针对铁路恒载、活载均较大的情况,以4×40 m铁路钢-混组合连续梁为例,基于有限元分析软件Midas Civil,研究采用新型抗拔不抗剪栓钉的可行性和受力行为.研究结论:(1)在负弯矩区采用抗拔不抗剪栓钉后,结构的挠度、梁端转角、自振频率等刚度指标与常规栓钉方案相比变化很小,对钢梁整体受力性能影响很小;(2)推荐采用0.15L(L为梁跨度)作为中支点设置抗拔不抗剪栓钉的区域;(3)两侧的过渡区实为约束加强区,需要重点关注该区域栓钉设置,确保首排栓钉满足强度以及疲劳性能的要求;(4)工字形截面栓钉布置受限,与抗拔不抗剪需要设置过渡加强区的适应性较差;(5)本研究成果可为客货共线铁路钢-混组合连续梁桥负弯矩区耐久性提升提供借鉴和参考.

铁路钢-混组合梁抗拔不抗剪栓钉设计研究

为研究抗拔不抗剪栓钉在铁路钢-混组合连续梁桥中的适应性及存在问题,以4×40 m铁路钢-混组合连续梁为例,基于有限元分析软件Midas Civil,对常规栓钉的设计参数进行分析,对抗拔不抗剪栓钉及加密过渡区的设置范围进行比选,拟定铁路钢-混组合梁可行的抗拔不抗剪栓钉设计方案。研究表明:综合桥面板受力、过渡区栓钉受力、钢梁整体刚度等因素,推荐抗拔不抗剪设置范围取支点两侧0.15L(L为梁跨度);抗拔不抗剪连接区域滑移量较大,但其栓钉不受剪力;需要重点关注过渡区首排栓钉,确保其满足强度以及疲劳性能的要求,推荐加密过渡区设置范围取3 m;相较双工字形截面,双槽形截面与抗拔不抗剪需要设置的过渡区适应性较好,但用钢量增加约10%;相较常规栓钉方案,抗拔不抗剪栓钉方案桥面板钢筋减少17.7%,栓钉减少12.4%,梁部每延米造价降低2.8%。