拼装式波纹钢衬砌结构法兰连接节点力学性能试验与数值分析

Abstract

为研究暗挖衬砌中使用的波纹钢结构法兰连接节点的受力性能，设计对该类节点进行抗弯试验研究及数值分析。对法兰连接波纹钢试件、带有加强构件的试件与无连接钢板试件进行纯弯试验研究，监测各个试件在纯弯曲状态下的应变和变形，同时改变法兰板厚度与波纹板厚度两种参数，研究其对于连接节点承载能力的影响。运用有限元法对板件在试验工况下的响应进行模拟，改变法兰板厚度、螺栓预紧力及荷载方向以探究其对法兰板的响应。结果表明，构件的几何参数将导致节点破坏模式与承载能力的不同，相对较弱的构件将控制节点处的承载能力。所选用的两类加强方式均对构件的强度与刚度有较好的加强效果。有限元计算结果与试验结果吻合较好，法兰板厚度和螺栓预紧力均对节点的力学性能产生了一定影响。节点承受负弯矩状态下的刚度有所降低，约为承受正弯矩时刚度的50%~65%。

Keywords

• 波纹钢;暗挖衬砌;法兰连接;数值分析;承载能力