[发明专利]用于正交异性钢-混组合桥面板界面抗剪的设计方法

摘要

本发明公开了一种用于正交异性钢‑混组合桥面板界面抗剪的设计方法，将空间受力的正交异性钢‑混组合桥面板等效成单向受力的多跨连续梁，再进行层间剪应力的计算，进而进行抗剪连接件的布置设计，包括：1、计算车轮荷载对两个横隔板的跨中截面弯矩影响线系数μ；2、计算正交异性钢‑混组合桥面板的纵桥向计算宽度b0；3、计算纵肋的等效弹性支承刚度K0；4、基于前三步得到的计算结果，构造正交异性钢‑混组合板横桥向计算模型；5、采用结构力学方法计算横桥向层间剪应力；6、进行剪力件的布置设计。本发明方法克服传统有限元计算建模工作量大、对不同工程不具有通用性的缺点，力学概念清晰、实用性强，方便应用于正交异性钢‑混组合桥面板界面抗剪设计。

主权项

一种用于正交异性钢‑混组合桥面板界面抗剪的设计方法，其特征在于：包括下述步骤：第一步，设定单个车轮荷载的横桥向分布宽度为a，纵桥向分布宽度为b，横桥向荷载集度为q0，对横隔板跨中截面弯矩影响线系数为μ：首先构造一个横隔板间距长度L内车轮荷载的纵桥向位置对跨中截面弯矩的影响线，所述影响线为二次曲线，满足在一个横隔板间距内的数值积分为1，车轮荷载对横隔板跨中截面弯矩影响线系数满足：(1)；第二步，计算正交异性钢‑混组合桥面板的纵桥向计算宽度b0：首先按照设计规范计算出车轮纵桥向载荷分布宽度，得到规范轮迹，然后按照面积相等、横桥向宽度不变的原则将上述规范轮迹等效为矩形形状的等效轮迹，计算得到纵桥向计算宽度b0 ；第三步，计算纵肋的等效弹性支承刚度K0 ：1）对正交异性钢‑混组合桥面板的单条纵肋进行计算，纵桥向包括三个横隔板间距，其中横隔板间距为L，得到单条纵肋的纵桥向弹性支承刚度K =1200EsIr/23L3，式中Es是钢的弹性模量，Ir是单条纵肋的纵桥向抗弯刚度；2）将b0 和L带入到式（1）中计算出μ；3）计算单条纵肋的等效弹性支承刚度，即K0 =𝜇K=1200𝜇 EsIr/23L3；第四步，构造正交异性钢‑混组合桥面板横桥向计算模型：横桥向取正交异性钢‑混组合桥面板5个U肋间距，纵桥向取b0计算长度，构造11跨弹性支撑组合连续梁模型，其中混凝土的弹性模量为Ec，纵肋间距为l；第五步，计算横桥向层间剪应力：1）计算11跨连续组合梁各个截面的内力F；2）按下式（2）计算组合梁的横桥向层间剪应力：（2）其中S0是混凝土层对整个截面的面积矩；I0是计算宽度b0的正交异性钢‑混组合桥面板的抗弯惯性矩；第六步，剪力件的布置设计设定剪力件的纵桥向间距为uL，横向栓钉间距为uH，并考虑安全系数γ，使剪力件承受的剪力Vsd应小于其抗剪承载力值[Pu]，即满足：（3）求解式(3)可得到剪力件的纵横桥向布置间距uL和uH

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