:空 间圆管桁架混 凝土组合结构是一种新 型组 合结 构 ,为 了解其受 力特点 、破坏机理 、变形能 力、管桁 架杆件 的 内力分 布规律 及界面相对滑移等 ,设计制作 了 2根弦杆未填充 混凝 土的不 同混凝 土翼板厚 度 的空间 圆管 桁架混凝 土组合 梁模 型试 件 ,采 用 三 分 点 对 称 加 载 ,对 其 进 行 受 力 性 能试 验 研 究 。研 究 表 明 ,在 对 称 荷 载 作 用 下 ,组 合 梁 的破 坏 形 式 为 弯 曲破 坏 ,同 时伴 随有受拉腹杆节点焊缝 的强度破 坏 ;空 间圆管桁架 组合梁具 有 良好 的承 载能力 和变形能 力 ,相 同荷 载下 ,混凝土板 厚 的组 合 梁 的 承 载 能 力 高 于 板 薄 的组 合 梁 ;组 合 梁 破 坏 时 ,其 跨 中挠 度 约为 跨 径 的 1/200;不 考 虑 界 面 相 对 滑 移 的 情 况 下 ,截 面 应 变 满 足 平 截 面 假 定 ;加 载 前 期 ,支 点 截 面 界 面 相 对 滑 移 量 大 于 L/8截 面 ,而 加 载 后 期 ,L/8截 面 界 面 相 对 滑 移 量 大 于 支 点 截 面 ;腹 杆 为非轴心受拉或受压杆件 ,且跨 中位置腹杆 的轴 力较小 ,梁端位 置腹 杆的轴力较大 。 关 键 词 :空 间 桁 架 ;圆 管桁 架 ;钢 一 混凝 土 组 合 梁 ;受 力性 能 ;试 验 研 究 中图分类号 :U488.216;U441.5 文献标志码 :A 文章编号 :1671—7767(2014)05—0041一O7 1 引 言 空 问 圆管桁 架混 凝 土组合 梁是 一 种新 型桥 梁结 构形 式 ,其 上 弦 由 2根 杆 件 组 成 ,下 弦 为 单 根 杆 件 (见 图 1),与 腹 杆 形 成 空 问 桁 架 结 构 。 以空 间 圆钢 管桁 架 代替 传统 箱 梁 桥 的 腹 板 和底 板 ,桁 架 上 弦杆 通 过剪 力连 接件 将 钢 桁 架 和 混 凝 土翼 板 连 接 起 来 , 形成 组合结构 体系 。该 结构相对 于普 通组合 梁 而言 , 具有 更高 的承载力 、抗 弯刚度 、稳定 性和整体 性_1卅]。 图 1 空 间 圆 冒 桁 架 混 凝 土 组 合 粱 目前 ,已有学 者针 对该 结构 上 、下 弦杆 内灌混 凝 土而 腹杆 内不 灌 }昆凝 土 的结构 体 系进行 了相 关 的试 验研 究 ,并 取 得 一定 的应 用 成 果 ,如 我 国 于 2012年 建成 的桥 面宽 24.5m 的 36跨 空 间钢 管桁架 组 合高 架桥 —— 干 海子 桥 I4]。但 对 于 上 、下 弦 杆 内未 填 充 混凝 土 的空 间 圆管桁 架组 合结 构桥 梁 力学性 能 的研 究 未见 报道 ,仅有 少 量 关 于 简 支 未 填 充 混凝 土 的单 榀 方 钢管 桁 架 组 合结 构 的试 验 研 究_c],这 极 大 地制 约 了该 新型 桥梁 结 构 的 发 展 ,因此 有 必要 对 弦杆 未 填充 混 凝土 的空 间 圆钢管 桁 架混凝 土 组合 结构 进行 试验 研究 ,了解 其 受力性 能 。 本 文通过 对 弦杆未 填充 混凝 土 的空间 圆管桁 架 混凝 土组 合梁 进 行加 载 试 验 ,测 试 其 在各 级 荷 载 作 用下 的承载 能力 和 变形 能 力 ,研 究 其 在竖 向荷 载 作 用 下 的破坏形 态 、跨 中截 面应 变 分 布 和 圆管 桁 架 杆 件 的 内力分 布规 律等 。 2 试验 概 况 2.1 试 验 梁设计 试 验共 设计 2根 仅混 凝土 板厚 不 同的空 间 圆管 桁 架混 凝 土组 合 梁 ,编 号 分别 为 STCG一80(板厚 8O mm)和 STCG一100(板 厚 100mm)。空 间 圆 管桁 架 混 凝 土组 合 梁 总 长 3000mm,计 算 跨 径 为 2640 mm,圆 管 桁 架 上 弦 杆 与 下 弦 杆 轴 心 高 度 为 350 mm,两 上 弦 杆 轴 心 宽 度 为 500 mm,混 凝 土 板 宽 1200mm。试件 几何 设计 尺寸 如 图 2所示 。 空 间 圆管 桁架 上 、下 弦杆 和 腹杆 以及 上 弦杆 间 的拉 杆均 采用 热 轧无 缝 圆钢 管 ,其 中 ,上 、下 弦 杆 采 用 Q345B级钢 ,腹 杆和拉 杆 采 用 Q235B级 钢 ,上 弦 杆 为 ~76×4,下 弦杆 为 ~108×4,腹杆 为 ~48×3,拉 杆 为 ~33×3。各 杆 件 采 用 E43型焊 条 进 行 焊 接 连 接成 空 间 圆管桁架 。共 用 同一下 弦杆 的两倾 斜桁 架 设计 夹 角 为 71。,桁 架 腹杆 设 计夹 角 为 6O。。桁架 两 端边 节段 间 距 为 220mm,中 间 各 节 段 间距 为 440
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