[发明专利]波形钢腹板组合梁的剪切性能测试方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种波形钢腹板组合梁的剪切性能测试方法，其属于桥梁技术研究领域。

背景技术：

在1990年，美国的Hamlton与Elgaaly等学者针对21根波形钢腹板梁进行了试验研究，主要针对波形钢腹板组合梁的破坏模式和构件承受荷载时抗剪情况作了研究，并且对这类组合结构进行有限元分析进而建立模型进行数值计算，分析计算结果得出下面理论:荷载作用下所产生的全部剪力是由梁的腹板即波形钢板独自承担的而翼缘板并没有承担一点的剪力作用，组合结构的最终破坏模式是屈曲破坏，也就是说该类结构是由屈曲强度控制其破坏荷载的。腹板的屈曲破坏跟波箱钢腹板波纹的疏密程度有关，波纹疏结构就为屈曲破坏模式，波纹密结构就为整体屈曲破坏模式，需要注意的是，在整个过程中有可能还会出现合成屈曲破坏模式。

在1993年，Hamilton和Elgaaly等又针对波形钢腹板箱梁的弯曲性能和破坏形态进行了试验研究，得出了下面的理论:梁的腹板对结构抗弯性能并没有多大影响，全部弯矩几乎由梁的上、下翼缘承担;梁产生破坏时，翼缘板先发生屈曲，随后波形钢板才发生屈曲破坏。一年之后，也就是1994年，瑞典的学者R.Luo和B.Ediund通过查阅资料，利用有限元分析了平钢腹板梁的极限承载力，通过平钢梁极限承载力的理论公式，推导出了计算箱梁桥应用波形钢板后的极限承载力的经验公式:

Pμ=γtftωσyω---(2-1)]]>

式中：t_w、t_f—分别为钢腹板的厚度和翼缘板的厚度；

Ρ_μ—箱梁桥应用波形钢板后的荷载极限；

—波形钢腹板的屈曲应力；

γ—形状系数，波纹形状不同，形状系数则不同。

英国学者也对箱梁桥应用波形钢板后形成的组合桥做了些许研究。在1997年，牛津大学的Johnson教授为了将波形钢腹板梁应用到实际的工程中去，便优化了一些关于波形钢腹板的几何参数，而且这一过程中，还意外的发现波形钢腹板的有效剪切模量G_e与平钢腹板的有效剪切模量G相比，降低了大概10%左右。它们二者之间的关系是：

Ge=(a+b)(a+bsecc)G---(2-2)]]>

式中：α—波形钢腹板的弯折角度；

a—波形钢腹板的板宽在水平段；

b—波形钢腹板的平面投影长度在斜向段。

对于波形钢腹板的研究工作法国和日本进行的比较深入和全面。早在20世纪80年代，法国的学者们就通过有限元建模进行数值分析，得出了波形钢腹板组合梁的基本力学性能，包括抗剪、抗弯、抗扭和屈曲等基本静力学特征。日本则在波形钢腹板的抗剪连接件以及波形钢腹板之间的连接方面做了非常全面及深入的分析研究，在此基础上，提出了波形钢腹板它的斜向面板与混凝土雷昂哈特的抗剪结合销，这是一种比较合理的抗剪连接件。这期间学者们还探讨了波形钢腹板梁挠度的计算，并且提出剪切变形对计算波形腹板梁的挠度有非常明显的影响。