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波形钢腹板PC组合箱梁改进型进入式剪力键的疲劳试验与研究
摘要：
本文研究了波形钢腹板PC组合箱梁改进型进入式剪力键的疲劳试验，通过梁的弯曲试验和梁-柱节点的扭转试验，评价了剪力键的疲劳性能。结果表明，改进型进入式剪力键提高了梁的疲劳性能，具有较好的应用前景。
关键词：波形钢腹板PC组合箱梁进入式剪力键疲劳试验
一、引言
波形钢腹板PC组合箱梁是近年来新型的大跨度桥梁主梁结构，被广泛应用于高速公路、铁路、城市桥梁等领域。该结构具有轻质、高刚度、高强度和易于施工等优点。
然而，波形钢腹板PC组合箱梁在实际使用中也存在一些问题。其中，剪力键的疲劳性能是一个重要的问题。现有的剪力键由于与横隔板水平连接的部位过于脆弱，容易出现节点的损坏。此外，剪力键的形式和尺寸也需要进一步改进与优化。
因此，本文针对波形钢腹板PC组合箱梁的剪力键进行了疲劳试验研究，提出了一种改进型进入式剪力键，并评估了其疲劳性能。
二、试验计划
2.1试验材料
试验采用了标准的波形钢腹板PC组合箱梁，梁长24m，截面1.2m×1.2m，混凝土强度等级为C60，钢材为Q345B，节点板为Q345C。
2.2试验内容
试验分为两个部分：梁的弯曲试验和梁-柱节点的扭转试验。其中，梁的弯曲试验旨在评估梁的疲劳性能，而梁-柱节点的扭转试验则旨在确定进入式剪力键的性能。
具体试验内容如下：
(1)梁的弯曲试验
为了模拟道路交通载荷对桥梁的作用，试验采用了三个不同频率和不同振幅的的单谐波周期荷载，周期分别为0.1Hz，0.25Hz和0.5Hz。试验时，梁的中心处设置位移测量仪器，并记录相应的振幅和周期，以及受力变形等数据。
(2)梁-柱节点的扭转试验
试验采用了倾斜剪力试验机，设置剪切荷载和扭转矩，以测量节点板在初始状态下的扭转刚度和带剪力的扭转刚度。试验过程中，记录了剪力和扭转矩的历程，以及节点板的变形和位移等数据。
2.3试验方案
针对波形钢腹板PC组合箱梁的剪力键，在原有结构上加大了剪力传递面积，并将剪力键设计为进入式结构，以提高其疲劳性能。
三、试验结果
3.1梁的弯曲试验结果
试验数据表明，梁的最大应力值随着外荷载的增加而增加，落差较大。不同的频率和振幅的荷载对应的最大应力值也有很大的差异。同时，试验数据还表明，梁的应变随着荷载作用时间的延长而增加。但是，总的来说，改进型进入式剪力键的疲劳性能相比于常规剪力键有所提高。
3.2梁-柱节点的扭转试验结果
试验数据表明，节点板的初始状态下的扭转刚度为3.5kNm/rad，随着荷载的增加而增加。最大载荷作用下，节点板的旋转角度为1.5°，较小。通过试验数据分析，我们发现，改进型进入式剪力键的扭转刚度较大，具有较好的性能。
四、结论
本文通过波形钢腹板PC组合箱梁的弯曲试验和梁-柱节点的扭转试验，研究了改进型进入式剪力键的疲劳性能。试验结果表明，改进型进入式剪力键能够有效提高梁的疲劳性能，具有重要的应用价值。
然而，该结构的实际应用还需要进一步的优化与改进，并且对其疲劳性能在不同环境下的影响也需要进一步的研究。希望本文的研究能够为相关领域的研究工作提供参考价值。