高温后波纹钢腹板-方钢管组合柱有限元研究

波纹钢腹板-方钢管组合柱是一种新型的结构形式,为研究方钢管和波纹钢腹板外露于火灾下受到高温影响发生的损伤,采用ABAQUS软件建立了升降温火灾全过程作用后波纹钢腹板-方钢管组合柱性能分析有限元模型,模型时考虑了构件初始缺陷影响,采用试验实测数据结果对有限元模型进行可靠性验证。通过验证后的有限元模型对影响火灾后波纹钢腹板组合柱剩余承载力的主要因素进行参数分析。结果表明:升温时间、截面周长、截面含钢率和荷载偏心率是影响波纹钢组合柱火灾后剩余承载力的主要因素,研究结果可为波纹钢腹板-方钢管混凝土组合柱抗火性能研究提供参考。

火灾后波纹钢腹板组合梁力学性能研究

建立了波纹钢腹板组合梁全过程火灾下有限元分析模型,利用持荷情况下,经历火灾升-降温全过程作用后的波纹钢腹板组合梁力学性能试验结果验证了模型的合理性。采用验证后的有限元模型对影响组合梁火灾后力学性能的参数进行了研究,其中包括:升温时间、荷载比、剪跨比及材料强度。分析结果表明:全过程火灾后组合梁有受弯破坏和受剪破坏两种破坏模式,剪跨比为1.5时,组合梁发生受剪破坏;剪跨比为2.5和3.5时组合梁发生受弯破坏;火灾后波纹钢腹板组合梁剩余承载力与剪跨比、混凝土强度及外包钢梁屈服强度成正比,与升温时间、荷载比成反比;升温时间越长,荷载比对组合梁火灾后剩余承载力影响越显著。

摩擦摆支座对长联波纹钢腹板桥抗震性能的影响

通过分别建立采用摩擦摆支座与普通盆式支座的超长联波纹钢腹板连续梁桥全桥有限元模型,对比分析各自的自振特性、三组不同地震波激励下的桥梁上下部结构响应,探究摩擦摆支座对于超长联波纹钢腹板连续梁桥抗震性能的影响。分析表明:摩擦摆支座能够对桥梁结构发挥非常有效的减隔震作用,既能延长主梁结构的水平向自振周期,以改善上部结构抗震性能,又能对桥梁下部结构起到十分有效的减振作用;摩擦摆支座也会使主梁产生较大的顺桥向水平振动幅值与横桥向永久位移。

高速公路波纹钢腹板组合箱梁施工技术研究

为了探究波纹钢腹板组合箱梁这一创新结构在高速公路施工中的应用技术,文章以S06酒泉—嘉峪关绕城高速公路工程JJSG-01标银达枢纽立交AK0+824跨线桥上跨酒航高速50m钢混组合梁施工项目为实例。基于截面等效换算法,利用有限元软件ABAQUS构建了波纹钢腹板组合箱梁的计算模型,并使用ANSYS软件建立了波纹钢腹板混凝土箱梁的空间有限元模型。文章简要介绍了波纹钢腹板组合箱梁的结构类型及特点,并对波纹钢腹板组合箱梁的节段划分、加工制作以及现场安装施工技术进行了研究。通过与实测数据的对比,验证了有限元模型的适用性,并将有限元模拟结果与理论计算值进行对比,以证明有限元模拟的精确性。这些研究为确保立交桥组合箱梁结构的稳定性、质量的可控性、成本的降低以及工期的缩短提供了重要的技术支撑。

波纹钢腹板组合框架抗火性能研究

为深入认识波纹钢腹板组合框架这种新型装配式结构体系的耐火能力,对其抗火性能进行了有限元模拟和分析。考虑波纹钢腹板界面特征,建立了框架温度场和热力耦合分析模型,并验证了模型的合理性。分析了框架截面温度场分布特征,以及梁火灾荷载比、柱火灾荷载比、线刚度比、配筋率、耐火保护层对波纹钢腹板组合框架结构耐火性能的影响。研究结果表明:在火灾过程中,波纹钢腹板组合柱温度分布呈现梅花状;框架在火灾下的破坏模式主要为柱破坏,框架柱呈现C型弯曲破坏;柱轴压比、梁柱线刚度比、梁荷载比对框架的耐火极限存在不同程度的影响,而配筋率影响很小;工程中常用参数范围无耐火保护情况下,框架耐火极限一般小于60 min。研究结果可供此类结构抗火设计参考。

波纹钢腹板钢箱组合梁动力特性及参数分析

为研究波纹钢腹板钢箱组合梁(steel box composite girder with corrugated steel web,SBCSW)这一新型结构的动力特性,结合兰州某SBCSW工程实例,以截面等效换算法为原则,采用有限元软件ABAQUS建立SBCSW、波纹钢腹板混凝土组合梁(concrete box composite girder with corrugated steel web,CBCSW)和混凝土箱梁(concrete box girder,CBG)的计算模型,对比研究3种截面类型组合梁的动力特性,并将有限元模拟结果与理论计算值进行对比,验证有限元模拟的精确性。选取组合梁的顶板厚度、腹板厚度和底板厚度为分析指标,以单片梁、简支梁、连续梁和刚构梁为分析对象,研究不同参数对不同类型SBCSW动力特性的影响,为SBCSW的设计及动力分析提供参考。

粉2000型波纹钢腹板弹性剪切屈曲强度

波纹钢腹板的抗剪性能优越,具有较大的研究价值。根据我国交通运输行业标准,文章介绍了一种新型尺寸参数的波纹钢腹板(2000型)。建立2000型波纹钢腹板梁ANSYS数值模型,分析了钢梁翼缘板厚度对腹板弹性剪切屈曲强度的影响。然后建立两种高度下不同厚度的2000型钢腹板梁模型,分析了不同钢梁高度下腹板厚度对弹性剪切屈曲强度的影响。同时建立相同长度和高度的1600型钢腹板梁数值模型作为对比模型,分析了2000型波纹钢腹板弹性剪切屈曲强度的特点。结果表明:翼缘厚度、腹板高度、腹板厚度对波纹钢腹板弹性剪切屈曲强度存在影响;与常用的1600型钢腹板相比,2000型腹板的弹性剪切屈曲行为存在异、同之处,2000型腹板的弹性剪切屈曲强度较低。上述结果可供工程设计与施工参考。

波纹钢腹板与预应力混凝土梁桥的弯曲性能研究

为研究波纹钢腹板与预应力混凝梁桥连接处在横向弯矩作用下的静力和疲劳性能,通过对8个1∶1的全尺寸波纹钢腹板连接试件进行弯曲试验和静态破坏试验,确定波纹钢腹板与预应力混凝梁桥连接试件的极限承载力、荷载-挠度曲线和弯曲刚度等力学性能变化规律。试验结果表明,在横向弯矩作用下,波纹钢腹板与预应力混凝梁桥连接处受静载荷和疲劳静载荷后的破坏模式基本相同,但不同类型的连接件的破坏模式不同。开孔板连接件和嵌入式连接件的横向弯曲疲劳性能优于螺柱连接试件。此外,施加横向预应力可以在一定程度上提高开孔板连接件的横向抗弯性能和疲劳性能。在疲劳载荷的作用下,连接处的残余挠度会随着疲劳循环次数的增加而增加,同时残余挠度在初始阶段快速增大,在后期缓慢增大。研究结果可为施工中提高波纹钢腹板与预应力混凝土梁桥连接处的弯曲性能提供参考。

高速公路桥梁波纹钢腹板组合梁施工技术

在现代施工技术的影响下,各种新型桥梁工艺和材料得到了广泛的应用,使得波纹钢腹板钢混组合梁施工技术内容逐渐丰富,施工操作越来越成熟,应用范围也更加广泛。本文结合具体的工程案例,对波纹钢腹板钢混组合梁的施工关键技术要点进行分析研究,通过总结高速公路钢混组合梁现场施工流程及方法,针对施工过程中的关键质量控制点,以及从进场开工至完工退场的整个施工过程中遇到的问题及解决措施等进行完整系统的总结分析。

高速公路桥梁波纹钢腹板组合梁施工技术分析

探讨高速公路桥梁波纹钢腹板组合梁施工技术,结合银昆高速太彭段LJ08-2标段(K130+122~K137+050)大桥实际情况,立足波纹钢腹板组合梁施工工艺流程,分析了具体的施工方法,并提出施工质量控制措施。分析得出,波纹钢腹板组合梁施工难度大、影响因素多,在具体施工中,需要结合桥梁工程的特点,从其制作、安装、结构连接、体外预应力施工等方面同时入手,对每个细节的质量进行严格控制,才能高效、充分地发挥出此种桥梁结构的优势,为今后同类工程施工积累经验。

波纹钢腹板组合箱梁的抗剪受力性能

以某跨径为40 m的波纹钢腹板预应力组合梁桥为原型,根据相似理论设计制作了缩尺模型试验梁。通过测试模型梁在静力荷载作用下的挠度和应变,研究了该桥型的抗剪受力性能。采用有限元方法研究了波纹钢腹板的整体尺寸、波纹板厚度、波折角度、波纹板高度和平板宽度等对波纹钢腹板构件非线性剪切屈曲性能的影响。另外,对Hamilton所做的波纹钢腹板剪切屈曲试验结果进行了回归分析,给出了波纹钢腹板局部屈曲强度的半经验半理论计算公式。结果表明:混凝土顶板和底板承担了大部分弯矩,波纹钢腹板主要承担剪力,且剪力沿波纹板高度方向均匀分布。

波纹钢腹板体外预应力箱梁桥的发展与展望

介绍了波纹钢腹板体外预应力箱梁的发展历史、国内外关于波纹钢腹板体外预应力箱梁的研究现状及已经取得的研究成果。分析了波纹钢腹板体外预应力箱梁的结构特点、理论计算方法、与普通预应力混凝土箱梁桥的区别以及在桥梁工程中应用的优势。最后,结合我国实际情况提出这一结构需要进一步研究的问题,包括波纹钢腹板的拼装工艺、与箱梁的剪力连接构造、波纹钢腹板体外预应力箱梁的疲劳性能研究及动力性能研究等等。

波纹钢腹板体外预应力组合梁弯曲性能分析及试验研究

波纹钢腹板体外预应力组合梁作为一种新颖高效的桥梁结构正在引起广泛关注。在对波纹钢腹板的抗弯性能进行理论分析与试验验证的基础上 ,合理简化计算模型 ,建立了受弯条件下波纹钢腹板体外预应力组合梁全过程非线性分析的计算方法和计算程序。分析中计入了材料非线性的影响 ,能综合考虑不同加载方式、不同截面形式、不同转向和布索形式多种情况 ,并能计算从加载到破坏各个阶段下混凝土、钢筋、预应力索的应力和梁的挠度。最后对四片波纹钢腹板体外预应力简支梁进行了弯曲破坏试验 ,并与全过程非线性分析程序计算结果进行了对比分析 ,同时结合试验对普通非预应力钢筋对梁极限状态下力学性能的影响进行了探讨和分析。

波纹钢腹板混凝土箱梁动力特性改善研究

以波纹钢腹板混凝土试验箱梁为研究对象,建立有限元模型,对试验箱梁的动力特性进行计算和分析,依据其动力特性的特点制定试验方案,对其动力特性进行实测。有限元分析结果和试验实测结果的对比分析表明:二者差别较小,证明了实测结果的正确性,也验证了有限元分析方法的精度和可行性。实际波纹钢腹板箱梁与一般混凝土腹板箱梁动力特性的有限元分析结果表明,波纹钢腹板混凝土箱梁扭转刚度偏低。对此提出增设横隔板改善扭转动力特性的方案。在箱梁中不同位置增设横隔板改善效果的比较表明,在端部区域适当增设横隔板对改善其扭转动力特性的效果最优。

考虑波纹钢腹板箱梁特点的挠度分析

基于波纹钢腹板箱梁特点,利用变分原理法,推导考虑箱梁剪力滞和剪切变形影响的波纹钢腹板箱梁挠度计算公式。结合室内模型试验和有限元分析,对该公式的有效性进行验证,并分析各影响因素对波纹钢腹板箱梁挠度的影响程度。分析结果表明:该公式的计算结果与试验和有限元分析的结果具有较高的一致性,表明该公式可用于波纹钢腹板箱梁设计和施工中的挠度计算;剪力滞对正应力分布有影响,剪切变形对正应力分布没有影响;与初等梁理论的计算结果比较,剪力滞效应和剪切变形分别增大波纹钢腹板箱梁挠度1.3%和44.7%。因此在实际计算波纹钢腹板箱梁挠度时,不可忽略剪力滞和剪切变形的影响。

波纹钢腹板连续刚构桥扭转与畸变的试验研究

设计制作3跨单箱单室变截面波纹钢腹板连续刚构桥和等效的普通混凝土腹板连续刚构桥的模型,通过2个模型桥的扭转与畸变对比试验,从挠度、沿梁高度方向的翘曲应变、箱梁混凝土顶底板的翘曲应力和波纹钢腹板的翘曲剪应力4个方面,分析波纹钢腹板连续刚构桥和普通混凝土腹板连续刚构桥的扭转和畸变特点。结果表明:波纹钢腹板连续刚构桥的抵抗扭转和畸变能力比普通混凝土腹板连续刚构桥弱,但强于波纹钢腹板简支箱梁桥;墩梁固结提高了波纹钢腹板箱梁的整体抗扭能力,且箱梁各截面的抗扭转和畸变能力与该截面距墩顶墩梁结合处的距离有关,距离越近,截面抵抗扭转和畸变的能力越强,反之越弱;计算波纹钢腹板箱梁在偏载作用下的挠度和应力时,要考虑扭转和畸变的影响。

波纹钢腹板剪切屈曲影响因素分析

采用考虑剪切变形的8节点曲壳单元离散波纹钢腹板,并用有限元方法进行非线性剪切屈曲分析。分析中采用一致缺陷模态法和引入钢板厚度缺陷分布函数的方法进行波形尺寸缺陷和钢板厚度缺陷的模拟。在此基础上研究了波纹形状、腹板整体外形尺寸和钢腹板厚度等因素对波纹钢腹板剪切屈曲极限荷载和屈曲模态的影响。

波纹钢腹板剪切屈曲分析中初始缺陷的模拟和影响程度分析

通过非线性有限元方法分析波纹钢腹板剪切屈曲极限荷载和屈曲模态,采用一致缺陷模态法模拟波形尺寸缺陷,钢板厚度缺陷则通过钢板厚度分布函数对单元厚度的修正来引入。分析结果表明过大的波形尺寸缺陷会降低波纹钢腹板的剪切屈曲极限荷载,而波纹钢腹板对因钢板厚度缺陷而引起的过早屈曲要大大优于平钢腹板,微小的厚度缺陷对波纹钢腹板的剪切屈曲极限荷载影响很小。

波纹钢腹板预应力混凝土叠合板的抗弯性能试验研究

提出一种新型的预应力混凝土叠合板——波纹钢腹板预应力混凝土叠合板(PCCW板),通过对7块跨度为2700mm的PCCW板进行单向均布加载试验,研究了PCCW板的抗弯刚度、抗弯承载力、抗裂性能、钢与混凝土协同工作的整体受力性能。试验结果表明:PCCW板的抗弯承载力和抗弯刚度均较高,完全能满足施工阶段的要求。通过参数比较分析,发现波纹钢腹板厚度、上部混凝土翼缘高度、波纹腹板开孔均对PCCW板的抗弯性能有影响。

波纹钢腹板体外预应力组合梁全过程分析

为研究波纹钢腹板体外预应力组合梁从加载到破坏全过程的力学性能 .将波纹钢腹板经等效处理计入到梁的整体抗弯分析之中 ,通过截面变形曲率沿纵向积分求解梁体变位 ,同时建立体外索与梁体变位的变形协调方程 ,采用反复迭代法求解梁体在任意荷载下的变形和应力 ,分析中计入了材料非线性影响 ,并在此基础上编制全过程分析程序 .最后分析了波纹腹板对梁抗弯能力的影响 。