一种基于有限位移的组合梁桥抗裂控制措施及设计方法与流程

技术特征：
1.一种基于有限位移的组合梁桥抗裂控制措施，其特征在于：包括有限位移抗裂控制区、普通连接件区、有限位移双重控制型剪力钉、钢主梁、桥面板；所述的有限位移抗裂控制区设置于墩顶负弯矩区，区域内剪力连接键采用有限位移双重控制型剪力钉；所述的普通连接件区设置于正弯矩区，区域内剪力连接键采用普通剪力钉；所述的钢主梁为钢板、钢箱或其他形式钢梁，处于有限位移抗裂控制区钢梁顶板设置配套椭圆孔以便于有限位移双重控制型剪力钉的安装；所述的桥面板采用预制分块桥面板或现浇桥面板，有限位移控制区内桥面板采用普通钢筋混凝土。2.根据权利要求1中所述的一种基于有限位移的组合梁桥抗裂控制措施，其特征在于：所述的有限位移双重控制型剪力钉包括外包高分子弹性体、端板、限位板、椭圆孔、螺母、栓钉；所述的栓钉穿入限位板和设置于钢梁顶板之上的椭圆孔，通过螺母与钢梁固定；所述的端板与栓钉焊接，锚固于桥面板内，所述的外包高分子弹性体包裹端板。3.根据权利要求2中所述的一种基于有限位移的组合梁桥抗裂控制措施，其特征在于：所述的外包高分子弹性体拉伸强度大于5mpa，弹性回复率大于85％，与钢材粘结强度大于5mpa。4.根据权利要求1中所述的一种基于有限位移的组合梁桥抗裂控制措施，其特征在于，控制措施设计方法为：步骤(1)，确定连续组合梁结构形式，确定有限位移抗裂控制区长度a值，a＝0.15l，l为连续组合梁主跨跨径；步骤(2)，计算桥梁外部荷载设计值q，得到连接件拉拔力t
s
；步骤(3)，确定栓钉直径d、长度h以及端板宽度b
t
、厚度t1、外伸悬臂长度b0；端板处混凝土局部抗压承载力以及栓钉抗拉承载力应不低于连接件抗拔力，允许连接件端板在抗拔力较大时发生屈服形成塑性铰，据此，各尺寸具有以下关系：b
t
＝d 2b0；；；式中，t
s
为连接件拉拔力由计算得到，f
yw
为栓钉设计抗拉强度，f
c
为桥面板混凝土抗压设计强度，f
yt
为端板屈服强度，栓钉长度h的合理范围建议取200～250mm；步骤(4)，确定外包高分子弹性体厚度t0，t0合理范围建议取5～9mm，当处于强震区时，t0建议取较大值；步骤(5)，确定椭圆孔纵向长度b1，横向长度b2；
椭圆孔纵向长度b1取决于桥面板纵向滑移需求量，控制桥面板开裂弯矩设计值所对应滑移量s恰好等于(b
1-d-2t0)/2，横向长度b2满足栓钉穿入，据此，各尺寸具有以下关系：b2＝d 2t
00000
式中，a1、a2、c、α均为待定系数，e
c
为混凝土弹性模量，e
s
为钢材弹性模量，a
s
为钢材面积，a
c
为混凝土桥面板面积，h混凝土和钢材各自形心轴距离,k为普通连接件区连接件产生的抗滑刚度，x取到中支点处距离；步骤(6)，确定限位板宽度bx，厚度t2，宽度bx≥b
t
2t0，t2≥t1。

技术总结
本发明公开了一种基于有限位移的组合梁桥抗裂控制措施及设计方法，有限位移抗裂控制区设置于墩顶负弯矩区，区域内剪力连接键采用有限位移双重控制型剪力钉；普通连接件区设置于正弯矩区，区域内剪力连接键采用普通剪力钉；钢主梁处于有限位移抗裂控制区钢梁顶板设置配套椭圆孔以便于有限位移双重控制型剪力钉的安装；桥面板采用预制分块桥面板或现浇桥面板，有限位移控制区内桥面板采用普通钢筋混凝土。在设计外荷载作用下负弯矩区桥面板可与钢梁产生纵向滑动位移进而释放板内拉应力，桥梁遇到超过设计荷载作用时，结构依靠外包高分子弹性体变形继续释放混凝土板内拉应力，能够适应更大跨径、强震作用下钢混组合桥弯矩抗裂需求。需求。需求。


技术研发人员：杨大海 汪志甜 苏新国 杨凯 谢玉萌 刘婉玥 周云 李剑鸾
受保护的技术使用者：公路交通节能与环保技术及装备交通运输行业研发中心
技术研发日：2021.12.09
技术公布日：2022/2/8