狮子洋大桥整体节点足尺模型静载试验
为研究板桁结合钢桁加劲梁整体节点面外转动行为,评估狮子洋大桥加劲梁整体节点在设计荷载作用下的结构安全性,开展整体节点足尺模型静载试验;建立狮子洋大桥全桥有限元模型以确定试验荷载大小,并利用加劲梁节段与节点有限元模型确定了应变与变形测点;试验测试了面外受力状态下节点横梁、腹杆与弦杆的截面正应力;基于薄壁结构应力分析理论,提取了横梁与腹杆的弯曲正应力,依此计算面外弯矩并验证了该方法的准确性;测试了节点面外转动变形,绘制节点面外转动的弯矩转角曲线,获取了节点面外转动刚度;利用弦杆截面实测正应力提取了弦杆约束扭转正应力,评估了弦杆的抗扭性能;测试了节点局部区域三向应力并计算各测点的Mises应力,评估节点在面外静载作用下的安全性。试验结果表明:节点在设计荷载作用下始终保持弹性状态,采用本文方法分析截面正应力求解所得的截面面外弯矩与理论值吻合良好,相对误差介于2.5%~10%;面外荷载作用下,横梁与腹杆截面剪力滞效应明显,横梁顶板有效宽度折减40%,腹杆翼板有效宽度折减10%;狮子洋大桥加劲梁整体节点面外转动刚度介于刚接与铰接之间,转动刚度受边界条件影响较大;弦杆最大约束扭转正应力为设计活载下的弦杆轴力应力的4.19%;节点面外受力最不利位置为弦杆横隔板过焊孔,Mises应力小于钢材的设计强度,安全系数为2.32。本文试验测试内容与提出的计算方法可为钢桁梁节点面外受力性能研究提供参考。
交通运输工程学报
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