隔板式曲线组合梁桥弯扭作用机理及横隔板影响效应研究

曲线组合梁桥在施工过程中，当湿混凝土尚未与钢梁形成组合作用之前，全部荷载仅由抗扭刚度较弱的开口薄壁裸钢梁承担，易在弯扭作用下造成钢梁的侧向失稳和局部屈曲；完全组合后，由于梁轴曲率和活载偏载的双重作用，使其弯扭效应更加明显，故我国主要通过设置横隔板来加强裸钢梁的稳定，并降低闭口组合箱梁的畸变，但目前专门针对这种隔板式曲线组合梁桥弯扭作用机理及横隔板影响效应的研究还很少。通过开展隔板式曲线组合梁桥施工阶段开口薄壁钢梁和完全组合后闭口组合箱梁的静载模型试验，揭示其弯扭作用机理及全过程弯扭受力特征；通过数值模拟和参数分析，研究横隔板对裸钢梁稳定控制的作用及闭口组合箱梁弯扭特性的影响；结合理论分析和实际应用，确定隔板式曲线组合梁桥弯扭特性的控制指标；最后给出横隔板的布置方法和横隔板间距的计算公式及限值，以及在弯扭复合作用下的弯扭相关关系和承载力计算方法，为曲线组合梁桥的设计和施工安全提供理论依据。

曲线组合梁桥在施工过程中，当湿混凝土尚未与钢梁形成组合作用之前，全部荷载仅由抗扭刚度较弱的开口薄壁裸钢梁承担，易在弯扭作用下造成钢梁的侧向失稳和局部屈曲；在完全组合后的使用阶段，由于梁轴曲率和活载偏心的双重作用，使其弯扭效应更加明显。我国主要通过设置横隔板来加强施工阶段开口截面裸钢梁的稳定，并降低使用阶段闭口截面组合箱梁的畸变，但目前针对以横隔板作为横向连接的曲线组合梁桥的弯扭性能研究还不够深入，因此对隔板式曲线组合梁桥弯扭作用机理及横隔板效应的研究具有重要的理论意义和应用价值。.项目组经过三年的努力，完成了隔板式曲线组合梁采用无支架施工时，其开口薄壁槽型钢梁在混凝土浇筑阶段的弯扭性能试验，为了研究混凝土板分段浇筑时曲线组合梁的弯扭受力性能，还额外完成了焊钉连接件时变抗剪性能的试验研究；施工阶段的模型试验之后，对完全组合的闭口组合箱梁首先进行了非破坏性的动力测试，然后完成了项目规定的全过程静载模型试验和有限元数值计算及参数分析；采用Vlasov约束扭转理论推导了曲线组合梁施工阶段开口槽型钢梁荷载效应的解析解；采用能量变分法和弹性地基梁法推导了使用阶段曲线组合梁的畸变效应。最后，进行了悬臂加载下曲线组合梁弯扭性能的补充试验。 .项目完成后，积累了曲线组合梁施工及使用阶段弯扭性能的试验数据，得到了截面应变、变形、结合面滑移随隔板数及梁轴曲率的变化规律；给出了焊钉连接件抗剪强度及刚度随混凝土龄期的变化规律，特别是给出了曲线组合梁在混凝土板分段浇筑阶段考虑结合面时变抗剪强度时应力和变形的计算方法。以翘曲正应力与弯曲正应力的比值（应力比）为控制指标，分析了曲线梁跨度与曲线半径的比值、横隔板数目、跨度、截面高度及宽度对应力比的影响，分别给出了曲线组合梁施工和使用阶段横隔板间距的计算公式；通过曲线组合梁在负弯矩与扭矩作用下的模型试验得到了弯扭相关关系及承载力计算方法。.截止到目前，项目组已完成全部研究内容，同时发表论文25篇，其中EI收录7篇，SCI收录2篇（另外2篇 EI 论文也已录用）。尽管本项目取得一定成果，但鉴于时间和精力所限，在弯扭复合作用下曲线组合梁的弯扭相关关系方面还没有取得实质性突破，项目组成员将在此方面继续努力，为曲线组合梁桥的设计和施工安全分析奠定坚实的理论基础。