CN110031163B - 用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型及方法。包括桥台基座、桥梁支座、钢主梁、横隔梁、混凝土桥面板、钢主梁与横隔梁间连接装置、钢主梁与混凝土桥面板间连接装置、混凝土桥面板间连接装置、钢主梁损伤开裂控制装置。桥台基座和桥梁支座用以支承钢混组合桥梁和模拟不同边界条件;单片钢主梁通过钢主梁与混凝土桥面板间连接装置与混凝土桥面板相连;混凝土桥面板间连接装置用以模拟钢混组合梁混凝土桥面板间铰缝;横隔梁、钢主梁与横隔梁间连接装置用以模拟钢混组合梁中钢主梁间横向联系;钢主梁损伤开裂控制装置用以模拟不同位置、不同高度腹板开裂的钢主梁损伤和钢主梁下翼缘板不同程度的损伤。
Description
技术领域
本发明属于桥梁模型试验技术领域,特别是涉及一种用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型和使用方法。
背景技术
钢混组合桥梁是指由钢梁或钢桁梁通过剪力连接键与钢筋混凝土桥面板组合而成的桥梁。同钢筋混凝土桥梁相比具有自重轻,抗震效果好,截面尺寸小,节省支模工序和模板,施工周期短等优点。同钢梁相比,具有用钢量小,刚度大,稳定性、抗火性、耐久性强等优点。近年来,钢混组合桥梁在我国城市立交桥梁及建筑结构中有着广泛的应用,是未来结构体系的主要发展方向之一。
随之而来的钢混组合桥梁运营和维护面临诸多问题与挑战。及早的发现和识别损伤是延长钢混组合桥梁使用寿命,确保结构安全的关键问题。单纯的解析分析和数值模拟往往不能满足实际应用中识别桥梁损伤的要求,因而十分有必要开展相应的试验。模型试验研究是桥梁工程师和桥梁科技工作者借以确定和探索复杂桥梁结构受力状态和响应的重要手段之一。而目前关于钢混组合梁桥损伤识别的试验模型***还很少,尤其是针对实际应用中出现的多种损伤工况,缺乏有效的试验模拟手段,也限制了相关损伤识别方法的研究。要进行钢混组合梁桥的损伤识别模型试验,必须建立满足需求的模型试验***。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提出了一种用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型和使用方法,能够模拟混凝土桥面板铰缝损伤、剪力键损伤、横隔梁损伤、钢主梁损伤和支座损伤的单损伤和多损伤工况,以及不同类型损伤组合工况;不仅可以对组合桥梁结构进行静、动力性能模型试验研究,且实现了对组合桥梁各种常见损伤形式的试验模拟,可以开展在自然环境、静载、冲击荷载和移动荷载等条件作用下的钢混组合桥梁损伤识别方法试验研究。模型各部分均采用模块化设计,可随意调整横向钢混组合梁数量,便于拼装更换和模拟不同桥梁参数和各种损伤工况。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:一种用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型,包括桥台基座、桥梁支座、钢主梁、横隔梁、混凝土桥面板、钢主梁与横隔梁间连接装置、钢主梁与混凝土桥面板间连接装置、混凝土桥面板间连接装置、钢主梁损伤开裂控制装置。所述桥台基座和桥梁支座用以支承钢混组合桥梁和模拟不同边界条件;所述单片钢主梁通过钢主梁与混凝土桥面板间连接装置与混凝土桥面板相连;所述混凝土桥面板间连接装置用以模拟钢混组合梁混凝土桥面板间铰缝;所述横隔梁、钢主梁与横隔梁间连接装置用以模拟钢混组合梁中钢主梁间横向联系;所述钢主梁损伤开裂控制装置用以模拟不同位置、不同高度腹板开裂的钢主梁损伤和钢主梁下翼缘板不同程度的损伤;
所述钢主梁与横隔梁间连接装置包括钢主梁加劲肋,钢主梁加劲肋与横隔梁连接用螺栓,所述钢主梁加劲肋通过焊接与钢主梁连接,所述横隔梁通过钢主梁加劲肋与横隔梁连接用螺栓与钢主梁加劲肋连接;
所述钢主梁与混凝土桥面板间连接装置包括钢主梁与混凝土桥面板连接用螺栓,钢主梁与混凝土桥面板连接用长螺母,所述钢主梁与混凝土桥面板连接用长螺母预埋在混凝土桥面板中;
所述混凝土桥面板间连接装置包括混凝土桥面板间连接预埋件,混凝土桥面板间连接用螺栓,所述混凝土桥面板间连接预埋件预埋在混凝土桥面板中,所述混凝土桥面板间连接预埋件之间通过混凝土桥面板间连接用螺栓连接,所述混凝土桥面板间连接预埋件在混凝土桥面板上方和下方各设有一个混凝土桥面板间连接用螺栓;
所述钢主梁损伤开裂控制装置包括钢主梁腹板开口损伤、钢主梁下翼缘板开口损伤、钢主梁腹板损伤控制缀板一、钢主梁腹板损伤控制缀板二、钢主梁腹板损伤控制缀板三和下翼缘板开口损伤控制缀板,钢主梁与各个损伤控制缀板之间通过螺栓连接,所述钢主梁腹板损伤控制缀板一、钢主梁腹板损伤控制缀板二和钢主梁腹板损伤控制缀板三距钢主梁底板的距离分别为0.4、0.2和0.1倍钢主梁高。
进一步的是,所述钢混组合桥梁模型可以模拟混凝土桥面板铰缝损伤、剪力键损伤、横隔梁损伤、钢主梁损伤和支座损伤的单损伤和多损伤工况,以及不同类型损伤组合工况。
进一步的是,所述桥梁支座依据试验桥梁所需边界条件选取可动铰支座、固定铰支座、固定支座等;
进一步的是,所述钢主梁采用标准H型钢,H型钢型号依据试验需求通过计算选取;
进一步的是,所述横隔梁采用背靠背的两根标准槽钢,槽钢型号、横隔梁布置数量和位置依据试验所需的横向刚度设计选择;
进一步的是,所述混凝土桥面板依据试验需求,设计采用不同尺寸的素混凝土或钢筋混凝土结构,混凝土材料依据试验要求采用普通混凝土或超高性能混凝土;
进一步的是,所述钢主梁与混凝土桥面板连接用长螺母依据试验要求选取不同型号且可在一端焊接小钢板增加螺栓抗拔能力;
进一步的是,所述混凝土桥面板间连接预埋件上可焊接带弯钩钢筋,并与混凝土中钢筋网相连接增加混凝土桥面板间连接预埋件的抗拔能力;
进一步的是,所述钢主梁腹板开口损伤和钢主梁下翼缘板开口损伤依据试验需求设置位置、布置数量和开口尺寸;
进一步的是,所述混凝土桥面板铰缝损伤通过混凝土桥面板间连接装置模拟;混凝土桥面板间连接装置上下两个螺栓均紧固连接时此处混凝土桥面板铰缝为固接状态;混凝土桥面板间连接装置上方螺栓紧固连接,下方螺栓放松时此处混凝土桥面板铰缝为铰接状态;混凝土桥面板间连接装置上下两个螺栓均放松时此处混凝土桥面板铰缝为损伤状态;
进一步的是,所述剪力键损伤通过钢主梁与混凝土桥面板间连接装置模拟,通过放松单个或多个钢主梁与混凝土桥面板连接用螺栓模拟各种剪力键损伤工况;
进一步的是,所述横隔梁损伤通过横隔梁和钢主梁与横隔梁间连接装置模拟,其中横隔梁采用背靠背的两根标准槽钢与钢主梁加劲肋紧固连接时横隔梁为完好状态,横隔梁采用单根标准槽钢与钢主梁加劲肋紧固连接时横隔梁为部分损伤状态,横隔梁与钢主梁加劲肋连接放松时横隔梁为完全损伤状态;
进一步的是,所述钢主梁损伤通过钢主梁损伤开裂控制装置模拟,所述钢主梁腹板损伤控制缀板一、钢主梁腹板损伤控制缀板二、钢主梁腹板损伤控制缀板三通过钢主梁与损伤控制缀板连接用螺栓与钢主梁腹板连接以控制钢主梁腹板开口损伤程度;所述下翼缘板开口损伤控制缀板通过钢主梁与损伤控制缀板连接用螺栓与钢主梁下翼缘板连接以控制钢主梁下翼缘板开口损伤程度;
进一步的是,所述下翼缘板开口损伤控制缀板依据试验需求选取不同厚度钢板以模拟钢主梁下翼缘板开口损伤截面不同程度的截面惯性矩损失;
进一步的是,所述支座损伤通过去除部分桥梁支座或改变桥梁支座支撑形式模拟。
另一方面,本发明还提供了一种用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型使用方法,包括以下步骤:
S1,钢主梁通过预切割方式在设计位置设置钢主梁腹板开口损伤和钢主梁下翼缘板开口损伤,在设计需要横隔梁的对应位置焊接钢主梁加劲肋;
S2,将钢主梁腹板损伤控制缀板一、钢主梁腹板损伤控制缀板二、钢主梁腹板损伤控制缀板三通过钢主梁与损伤控制缀板连接用螺栓与钢主梁腹板连接以控制钢主梁腹板开口损伤程度;
S3,将下翼缘板开口损伤控制缀板通过钢主梁与损伤控制缀板连接用螺栓与钢主梁下翼缘板连接以控制钢主梁下翼缘板开口损伤程度;
S4,在钢主梁上翼缘位置依据钢主梁与混凝土桥面板连接用螺栓的型号和布置位置开孔;
S5,将钢主梁与混凝土桥面板连接用螺栓和钢主梁与混凝土桥面板连接用长螺母对应安装在钢主梁上翼缘;
S6,在钢主梁上方搭设模板,绑扎设计所需钢筋,固定混凝土桥面板间连接预埋件;
S7,在钢主梁上方浇筑混凝土桥面板,养护完成后拆除模板;
S8,重复步骤S1~S7,在桥台基座上安装对应桥梁支座,将预制好的各单片组合梁放置于桥梁支座上;
S9,通过混凝土桥面板间连接装置连接各单片钢混组合梁混凝土桥面板,通过钢主梁与横隔梁间连接装置连接横隔梁和钢主梁,使整个钢混组合桥梁形成整体刚度;
S10,安装完成后,混凝土桥面板铰缝损伤通过控制混凝土桥面板间连接装置模拟,所述剪力键损伤通过控制钢主梁与混凝土桥面板间连接装置模拟,所述横隔梁损伤通过控制横隔梁和钢主梁与横隔梁间连接装置模拟,所述钢主梁损伤通过控制钢主梁损伤开裂控制装置模拟,所述支座损伤通过去除部分桥梁支座或改变桥梁支座支撑形式模拟。
本发明具有以下有益效果:
1、本发明可以模拟混凝土桥面板铰缝损伤、剪力键损伤、横隔梁损伤、钢主梁损伤和支座损伤的单损伤和多损伤工况,以及不同类型损伤组合工况,实现了对组合桥梁各种常见损伤形式的试验模拟。
2、本发明不仅可以对组合桥梁结构进行静、动力性能模型试验研究,且实现了对组合桥梁各种常见损伤形式的试验模拟,可以开展在自然环境、静载、冲击荷载和移动荷载等条件作用下的钢混组合桥梁损伤识别方法试验研究。
3、模型各部分均采用模块化设计,可随意调整横向钢混组合梁数量,便于拼装更换和模拟不同桥梁参数和各种损伤工况,在桥梁损伤识别模型试验领域具有广泛的适用性。
附图说明
图1为本发明模块化钢混组合桥梁模型的剖切结构示意图;
图2为本发明模块化钢混组合桥梁模型的整体结构示意图;
图3为本发明模块化钢混组合桥梁模型的钢主梁与横隔梁间连接装置示意图;
图4为本发明模块化钢混组合桥梁模型的钢主梁与混凝土桥面板间连接装置示意图;
图5为本发明模块化钢混组合桥梁模型的混凝土桥面板间连接装置示意图;
图6为本发明模块化钢混组合桥梁模型的钢主梁损伤开裂控制装置示意图。
附图标记:1-桥台基座,2-桥梁支座,3-钢主梁,4-横隔梁,5-混凝土桥面板,6-钢主梁与横隔梁间连接装置,7-钢主梁与混凝土桥面板间连接装置,8-混凝土桥面板间连接装置,9-钢主梁损伤开裂控制装置,10-钢主梁加劲肋,11-钢主梁加劲肋与横隔梁连接用螺栓,12-钢主梁与混凝土桥面板连接用螺栓,13-钢主梁与混凝土桥面板连接用长螺母,14-混凝土桥面板间连接预埋件,15-混凝土桥面板间连接用螺栓,16-钢主梁腹板开口损伤,17-钢主梁下翼缘板开口损伤,18-钢主梁腹板损伤控制缀板一,19-钢主梁腹板损伤控制缀板二,20-钢主梁腹板损伤控制缀板三,21-下翼缘板开口损伤控制缀板,22-螺栓。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,但本发明的保护范围不局限于所述内容。
请参阅图1—6,一种用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型,包括桥台基座1、桥梁支座2、钢主梁3、横隔梁4、混凝土桥面板5、钢主梁与横隔梁间连接装置6、钢主梁与混凝土桥面板间连接装置7、混凝土桥面板间连接装置8、钢主梁损伤开裂控制装置9。桥台基座1和桥梁支座2用以支承钢混组合桥梁和模拟不同边界条件;单片钢主梁3通过钢主梁与混凝土桥面板间连接装置7与混凝土桥面板相连5;混凝土桥面板间连接装置8用以模拟钢混组合梁混凝土桥面板间铰缝;横隔梁4、钢主梁与横隔梁间连接装置6用以模拟钢混组合梁中钢主梁间横向联系;钢主梁损伤开裂控制装置9用以模拟不同位置、不同高度腹板开裂的钢主梁损伤和钢主梁下翼缘板不同程度的损伤;钢主梁与横隔梁间连接装置6包括钢主梁加劲肋10,钢主梁加劲肋与横隔梁连接用螺栓11,钢主梁加劲肋10通过焊接与钢主梁3连接,横隔梁4通过钢主梁加劲肋与横隔梁连接用螺栓11与钢主梁加劲肋10连接;钢主梁与混凝土桥面板间连接装置7包括钢主梁与混凝土桥面板连接用螺栓12,钢主梁与混凝土桥面板连接用长螺母13,钢主梁与混凝土桥面板连接用长螺母13预埋在混凝土桥面板5中;混凝土桥面板间连接装置8包括混凝土桥面板间连接预埋件14,混凝土桥面板间连接用螺栓15,混凝土桥面板间连接预埋件14预埋在混凝土桥面板5中,混凝土桥面板间连接预埋件14之间通过混凝土桥面板间连接用螺栓15连接,混凝土桥面板间连接预埋件14在混凝土桥面板5上方和下方各设有一个混凝土桥面板间连接用螺栓15;钢主梁损伤开裂控制装置9包括钢主梁腹板开口损伤16、钢主梁下翼缘板开口损伤17、钢主梁腹板损伤控制缀板一18(距钢主梁底板距离为0.4倍钢主梁高)、钢主梁腹板损伤控制缀板二19(距钢主梁底板距离为0.2倍钢主梁高)、钢主梁腹板损伤控制缀板三20(距钢主梁底板距离为0.1倍钢主梁高)、下翼缘板开口损伤控制缀板21,钢主梁与各个损伤控制缀板之间通过螺栓22连接。
作为本发明的一种技术优化方案:桥梁支座2依据试验桥梁所需边界条件选取可动铰支座、固定铰支座、固定支座等;钢主梁3采用标准H型钢,H型钢型号依据试验需求通过计算选取;横隔梁4采用背靠背的两根标准槽钢,槽钢型号、横隔梁布置数量和位置依据试验所需的横向刚度设计选择;混凝土桥面板5依据试验需求,设计采用不同尺寸的素混凝土或钢筋混凝土结构,混凝土材料依据试验要求采用普通混凝土或超高性能混凝土;钢主梁与混凝土桥面板连接用长螺母13依据试验要求选取不同型号且可在一端焊接小钢板增加螺栓抗拔能力;混凝土桥面板间连接预埋件14上可焊接带弯钩钢筋,并与混凝土中钢筋网相连接增加混凝土桥面板间连接预埋件14的抗拔能力;钢主梁腹板开口损伤16和钢主梁下翼缘板开口损伤17依据试验需求设置位置、布置数量和开口尺寸;混凝土桥面板铰缝损伤通过混凝土桥面板间连接装置8模拟;混凝土桥面板间连接装置8上下两个螺栓均紧固连接时此处混凝土桥面板铰缝为固接状态;混凝土桥面板间连接装置8上方螺栓紧固连接,下方螺栓放松时此处混凝土桥面板铰缝为铰接状态;混凝土桥面板间连接装置8上下两个螺栓均放松时此处混凝土桥面板铰缝为损伤状态;剪力键损伤通过钢主梁与混凝土桥面板间连接装置7模拟,通过放松单个或多个钢主梁与混凝土桥面板连接用螺栓12模拟各种剪力键损伤工况;横隔梁损伤通过横隔梁4和钢主梁与横隔梁间连接装置6模拟,其中横隔梁4采用背靠背的两根标准槽钢与钢主梁加劲肋10紧固连接时横隔梁4为完好状态,横隔梁4采用单根标准槽钢与钢主梁加劲肋10紧固连接时横隔梁4为部分损伤状态,横隔梁4与钢主梁加劲肋10连接放松时横隔梁4为完全损伤状态;钢主梁损伤通过钢主梁损伤开裂控制装置9模拟,钢主梁腹板损伤控制缀板一18(距钢主梁底板距离为0.4倍钢主梁高)、钢主梁腹板损伤控制缀板二19(距钢主梁底板距离为0.2倍钢主梁高)、钢主梁腹板损伤控制缀板三20(距钢主梁底板距离为0.1倍钢主梁高)通过钢主梁与损伤控制缀板连接用螺栓22与钢主梁3腹板连接以控制钢主梁腹板开口损伤16程度;下翼缘板开口损伤控制缀板21通过钢主梁与损伤控制缀板连接用螺栓22与钢主梁3下翼缘板连接以控制钢主梁下翼缘板开口损伤17程度;下翼缘板开口损伤控制缀板21依据试验需求选取不同厚度钢板以模拟钢主梁下翼缘板开口损伤截面不同程度的截面惯性矩损失;支座损伤通过去除部分桥梁支座2或改变桥梁支座2支撑形式模拟。
本发明在安装使用时,首先钢主梁通过预切割方式在设计位置设置钢主梁腹板开口损伤和钢主梁下翼缘板开口损伤,在设计需要横隔梁的对应位置焊接钢主梁加劲肋;并将钢主梁腹板损伤控制缀板一、钢主梁腹板损伤控制缀板二、钢主梁腹板损伤控制缀板三通过钢主梁与损伤控制缀板连接用螺栓与钢主梁腹板连接以控制钢主梁腹板开口损伤程度;将下翼缘板开口损伤控制缀板通过钢主梁与损伤控制缀板连接用螺栓与钢主梁下翼缘板连接以控制钢主梁下翼缘板开口损伤程度。
然后在钢主梁上翼缘位置依据钢主梁与混凝土桥面板连接用螺栓的型号和布置位置开孔;将钢主梁与混凝土桥面板连接用螺栓和钢主梁与混凝土桥面板连接用长螺母对应安装在钢主梁上翼缘;在钢主梁上方搭设模板,绑扎设计所需钢筋,固定混凝土桥面板间连接预埋件;在钢主梁上方浇筑混凝土桥面板,养护完成后拆除模板。
重复上述步骤,在桥台基座上安装对应桥梁支座,将预制好的各单片组合梁放置于桥梁支座上;通过混凝土桥面板间连接装置连接各单片钢混组合梁混凝土桥面板,通过钢主梁与横隔梁间连接装置连接横隔梁和钢主梁,使整个钢混组合桥梁形成整体刚度。
安装完成后,混凝土桥面板铰缝损伤通过控制混凝土桥面板间连接装置模拟,剪力键损伤通过控制钢主梁与混凝土桥面板间连接装置模拟,横隔梁损伤通过控制横隔梁和钢主梁与横隔梁间连接装置模拟,钢主梁损伤通过控制钢主梁损伤开裂控制装置模拟,支座损伤通过去除部分桥梁支座或改变桥梁支座支撑形式模拟。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型,其特征在于,包括桥台基座(1)、桥梁支座(2)、钢主梁(3)、横隔梁(4)、混凝土桥面板(5)、钢主梁与横隔梁间连接装置(6)、钢主梁与混凝土桥面板间连接装置(7)、混凝土桥面板间连接装置(8)、钢主梁损伤开裂控制装置(9);所述桥台基座(1)和桥梁支座(2)用以支承钢混组合桥梁和模拟不同边界条件;所述钢主梁(3)由H型钢构成,单片钢主梁(3)通过钢主梁与混凝土桥面板间连接装置(7)与混凝土桥面板相连(5);所述混凝土桥面板间连接装置(8)用以模拟钢混组合桥梁混凝土桥面板间铰缝;所述横隔梁(4)、钢主梁与横隔梁间连接装置(6)用以模拟钢混组合桥梁中钢主梁间横向联系;所述钢主梁损伤开裂控制装置(9)用以模拟不同位置、不同高度腹板开裂的钢主梁损伤和钢主梁下翼缘板不同程度的损伤;
所述钢主梁与横隔梁间连接装置(6)包括钢主梁加劲肋(10),所述钢主梁加劲肋(10)通过焊接与钢主梁(3)连接,所述横隔梁(4)通过钢主梁加劲肋与横隔梁连接用螺栓(11)与钢主梁加劲肋(10)连接;
所述钢主梁与混凝土桥面板间连接装置(7)包括钢主梁与混凝土桥面板连接用螺栓(12)、钢主梁与混凝土桥面板连接用长螺母(13),所述钢主梁与混凝土桥面板连接用长螺母(13)预埋在混凝土桥面板(5)中;
所述混凝土桥面板间连接装置(8)包括混凝土桥面板间连接预埋件(14)和混凝土桥面板间连接用螺栓(15),所述混凝土桥面板间连接预埋件(14)预埋在混凝土桥面板(5)中,所述混凝土桥面板间连接预埋件(14)之间通过混凝土桥面板间连接用螺栓(15)连接,所述混凝土桥面板间连接预埋件(14)在混凝土桥面板(5)上方和下方各设有一个混凝土桥面板间连接用螺栓(15);
所述钢主梁损伤开裂控制装置(9)包括钢主梁腹板开口损伤(16)、钢主梁下翼缘板开口损伤(17)、钢主梁腹板损伤控制缀板一(18)、钢主梁腹板损伤控制缀板二(19)、钢主梁腹板损伤控制缀板三(20)和下翼缘板开口损伤控制缀板(21),钢主梁与各个损伤控制缀板之间通过螺栓(22)连接,所述钢主梁腹板损伤控制缀板一、钢主梁腹板损伤控制缀板二和钢主梁腹板损伤控制缀板三距钢主梁底板的距离分别为0.4、0.2和0.1倍钢主梁高。
2.根据权利要求1所述的用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型,其特征在于,所述钢混组合桥梁模型可模拟混凝土桥面板铰缝损伤、剪力键损伤、横隔梁损伤、钢主梁损伤和支座损伤其中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型,其特征在于,所述桥梁支座(2)为可动铰支座、固定铰支座或固定支座。
4.根据权利要求1所述的用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型,其特征在于,所述混凝土桥面板间连接预埋件(14)上焊接带弯钩钢筋,并与混凝土中钢筋网相连接以增加混凝土桥面板间连接预埋件(14)的抗拔能力。
5.根据权利要求1所述的用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型,其特征在于,所述混凝土桥面板间铰缝损伤通过混凝土桥面板间连接装置(8)模拟;混凝土桥面板间连接装置(8)上下两个螺栓均紧固连接时此处混凝土桥面板间铰缝为固接状态;混凝土桥面板间连接装置(8)上方螺栓紧固连接,下方螺栓放松时此处混凝土桥面板间铰缝为铰接状态;混凝土桥面板间连接装置(8)上下两个螺栓均放松时此处混凝土桥面板间铰缝为损伤状态。
6.根据权利要求2所述的用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型,其特征在于,所述剪力键损伤通过钢主梁与混凝土桥面板间连接装置(7)模拟,通过放松单个或一个以上钢主梁与混凝土桥面板连接用螺栓(12)模拟剪力键损伤工况。
7.根据权利要求2所述的用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型,其特征在于,所述横隔梁损伤通过横隔梁(4)和钢主梁与横隔梁间连接装置(6)模拟,其中横隔梁(4)采用背靠背的两根槽钢与钢主梁加劲肋(10)紧固连接时横隔梁(4)为完好状态,横隔梁(4)采用单根槽钢与钢主梁加劲肋(10)紧固连接时横隔梁(4)为部分损伤状态,横隔梁(4)与钢主梁加劲肋(10)连接放松时横隔梁(4)为完全损伤状态。
8.根据权利要求1所述的用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型,其特征在于,所述钢主梁损伤通过钢主梁损伤开裂控制装置(9)模拟,所述钢主梁腹板损伤控制缀板一(18)、钢主梁腹板损伤控制缀板二(19)、钢主梁腹板损伤控制缀板三(20)通过螺栓(22)与钢主梁(3)腹板连接以控制钢主梁腹板开口损伤(16)程度;所述下翼缘板开口损伤控制缀板(21)通过螺栓(22)与钢主梁(3)下翼缘板连接以控制钢主梁下翼缘板开口损伤(17)程度。
9.根据权利要求2所述的用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型,其特征在于,所述支座损伤通过去除桥梁支座(2)或改变桥梁支座(2)支撑形式模拟。
10.用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型使用方法,基于权利要求1所述模块化钢混组合桥梁模型,其特征在于,包括以下步骤:
S1,钢主梁(3)通过预切割方式在设置钢主梁腹板开口损伤(16)和钢主梁下翼缘板开口损伤(17),在横隔梁(4)的对应位置焊接钢主梁加劲肋(10);
S2,将钢主梁腹板损伤控制缀板一(18)、钢主梁腹板损伤控制缀板二(19)、钢主梁腹板损伤控制缀板三(20)通过螺栓(22)与钢主梁(3)腹板连接以控制钢主梁腹板开口损伤(16)程度;
S3,将下翼缘板开口损伤控制缀板(21)通过螺栓(22)与钢主梁(3)下翼缘板连接以控制钢主梁下翼缘板开口损伤(17)程度;
S4,在钢主梁(3)上翼缘位置依据钢主梁与混凝土桥面板连接用螺栓(12)的型号和布置位置开孔;
S5,将钢主梁与混凝土桥面板连接用螺栓(12)和钢主梁与混凝土桥面板连接用长螺母(13)对应安装在钢主梁(3)上翼缘;
S6,在钢主梁(3)上方搭设模板,绑扎设计所需钢筋,固定混凝土桥面板间连接预埋件(14);
S7,在钢主梁(3)上方浇筑混凝土桥面板(5),养护完成后拆除模板;
S8,重复步骤S1~S7,在桥台基座(1)上安装对应桥梁支座(2),将预制好的各单片组合梁放置于桥梁支座(2)上;
S9,通过混凝土桥面板间连接装置(8)连接各单片钢混组合梁混凝土桥面板,通过钢主梁与横隔梁间连接装置(6)连接横隔梁(4)和钢主梁(3),使整个钢混组合桥梁形成整体刚度;
S10,安装完成后,模拟混凝土桥面板铰缝损伤、剪力键损伤、横隔梁损伤、钢主梁损伤和支座损伤。
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