非同时受压矩形钢管混凝土界面传力特性研究

来源：中国血液净化杂志2023年第2期北京时间：

作者：程高, 张之恒, 陈浩, 王凯强

单位：1. 长安大学 公路学院, 陕西 西安 710064;2. 长安大学 公路大型结构安全教育部工程研究中心, 陕西 西安 710064;3. 长安大学 公路桥梁与隧道陕西省重点实验室, 陕西 西安 710064;4. 西藏 天路股份有限公司, 西藏 拉萨 850000;5. 中铁第一勘察设计院集团有限公司, 陕西 西安 710043"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of Chian (51978061); China Postdoctoral Science Foundation (2020M673601XB); Transportation Science and Technology Project of Shaanxi (21-45K, 19-14K); Scientist+Engineer Team Building Foundation of Shaanxi Qinchuangyuan (2022KXJ-036)

摘要：受结构构造、施工方法及制作精度等影响，钢管混凝土桥梁节点区域传力较为复杂，压力荷载传递往往先由钢管或混凝土承担，经过一定长度后再由钢管和混凝土共同承担，钢管和混凝土非同时受压现象较为普遍。界面传力机理决定着非同时受压钢管混凝土构件、节点及界面抗剪连接件的工作特性。基于弹性连续介质层法，利用变形协调条件，建立了非同时受压矩形钢管混凝土界面传力理论分析模型，推导出剪力传递长度及界面纵向剪力的解析表达式。经有限元验证理论分析模型，进行了矩形钢管混凝土界面传力特性的敏感性参数分析，给出了矩形钢管混凝土剪力传递长度和界面纵向剪力的变化规律。结果表明：给出的界面相对滑移、界面纵向剪力、剪力传递长度等解析公式计算精度较高，可为钢管混凝土构件、节点及界面抗剪连接件的设计计算提供理论依据；剪力传递长度是反映钢管混凝土界面传力特征的关键指标，决定着钢管与混凝土协同作用范围及强弱；弹性工作阶段混凝土先受压和钢管先受压时界面剪力传递长度相等，与轴力无关，受界面剪切刚度影响规律相同；界面纵向剪力与轴力成正比；剪力传递长度随界面剪切刚度的增大而减小，与之呈负指数函数关系，随钢管、混凝土的轴压刚度增大而增大，与之呈二次函数关系。

关键词：桥梁工程,矩形钢管混凝土,弹性连续介质层法,传力机理,剪力传递长度,剪力分布规律

基金资助：国家自然科学基金项目（51978061）；中国博士后科学基金项目（2020M673601XB）；陕西省交通运输科技项目（21-45K，19-14K）；陕西省秦创原“科学家+工程师”队伍建设项目（2022KXJ-036）*