开孔钢箱-混凝土组合梁浇筑前后正截面受弯承载力研究

外包钢组合构件承载力高,但钢与混凝土容易滑移发生破坏.为有效防止钢与混凝土之间剥离,充分发挥材料强度,提出一种开孔钢箱-混凝土组合梁方案.首先研究开孔钢箱-混凝土组合梁浇筑前后的受弯性能,对共计四根试件进行四点弯曲试验,分析剪跨比对开孔钢箱-混凝土组合梁受弯承载力的影响,并建立ABAQUS模型进行有限元分析.研究结果表明:开孔钢箱梁受弯承载力与挠度均满足施工要求;随着剪跨比减小,受弯承载力增大;开孔钢箱-混凝土组合梁达到极限荷载时,界面未出现滑移,底部钢板屈服;所有试件均为受弯破坏,荷载-挠度曲线呈现弹性与弹塑性两个工作阶段,具有较好延性;ABAQUS有限元模型与实验数据吻合较好,可为试件在实际工程中的应用提供参考.

钢箱-混凝土组合梁初步设计与应用

钢箱-混凝土组合梁是一种结合了叠合式组合梁与钢管混凝土特点的新型组合截面梁。综合介绍该新型组合截面梁抗弯、抗剪、抗扭及局部屈曲等受力特性的理论与试验研究成果现状,同时指出在黏结滑移、收缩徐变等性能、连续梁内力重分布等方面的研究上的不足。基于研究成果,提出钢箱-混凝土组合梁抗弯构件的尺寸拟定、应力、变形验算、承载力计算等的初步设计理论与计算公式。介绍其在吊车梁中的应用与荷载试验情况。工程实践表明,通过合理设计,钢箱-混凝土组合梁完全能够应用于实际工程。

钢箱-混凝土组合梁正截面强度设计理论与试验研究

基于钢箱-混凝土组合梁的基本特性,提出了正截面强度设计理论,并分析梁宽厚比、混凝土套箍效应对正截面强度的影响,提出了该类组合截面的合理尺寸选择原则,分析表明钢箱-混凝土组合梁较空箱的承载力有明显提高,其受力性能明显改善。同时进行3根大比例钢箱-混凝土组合梁的模型试验研究,试验研究表明:钢箱-混凝土组合梁具有良好的抗弯性能和延性,极限承载力提高显著。钢箱-混凝土组合梁通过进一步的试验与理论研究有广泛的应用前景。

钢箱-混凝土组合梁抗弯承载力理论与试验研究对比分析

基于当前型钢-混凝土组合结构和钢管(方)混凝土结构在用于梁类结构方面存在的问题,提出了钢箱-混凝土组合截面梁,探讨该新型组合截面梁的抗弯性能及极限承载力。介绍了4根钢箱-混凝土组合梁(简支梁)的抗弯试验研究,并与理论计算结果进行了对比分析。对比研究结果显示:钢箱-混凝土组合梁的实测应力应变分布规律与理论分析基本一致,钢箱-混凝土组合梁正应变变化满足平截面假定;梁抗弯过程中内填混凝土与钢箱室壁粘结可靠;荷载位移关系(M-f曲线)与理论分析结果接近,梁具有良好的延性;极限抗弯承载力略高于理论结果,表明提出的考虑套箍效应的理论承载力计算公式可行且偏于安全。钢箱-混凝土组合梁通过进一步的试验与理论研究,具有广泛的应用前景。

体外预应力在钢箱-混凝土组合梁中应用的试验研究

结合城市桥梁工程实际,进行了3根钢箱-混凝土组合梁的试验。探讨了在对称和偏心荷载作用下,施加体外预应力对钢箱-混凝土组合梁受力性能的影响。试验结果表明,在对称荷载作用下,由于体外预应力的作用,钢箱-混凝土组合梁的弹性极限提高了29.17%,极限强度提高了27.72%,刚度提高了54.15%,位移延性提高了18.00%;在偏心荷载作用下,体外预应力钢箱-混凝土组合梁也有较好的力学性能,强度与刚度均高于普通钢箱-混凝土组合梁。试验研究证实,体外预应力技术对提高钢箱-混凝土组合梁的结构性能有重要作用。

部分充填钢箱-混凝土组合梁受力性能有限元分析

为了研究部分充填钢箱-混凝土组合梁负弯矩区的受力性能,完成3根简支组合梁构件在跨中两点反向对称荷载作用下的试验.选用合适的单元类型、本构关系及破坏准则,建立以模拟试验梁为对象的非线性模型,得到相应的挠度-荷载曲线和截面应变值,模拟结果与试验结果吻合良好.通过改变梁的一些主要参数,对极限承载力和跨中挠度进行预测.分析表明:若要提高极限承载力和降低跨中挠度,可依次提高梁的配筋率,加厚底板、腹板、顶板和中隔板,也可适当提高混凝土强度.

差分法计算钢箱-混凝土组合梁的纯扭转刚度及剪应力

通过分析纯扭转应力函数的特点,采用差分法建立钢箱-混凝土组合截面不同材料区域内部各节点的差分方程.并根据组合截面的特征,将应力函数在材料交界面附近做线性化处理,建立基于不同材料的一阶导数关系式,得到补充方程.联立差分方程和补充方程即可求解此类复杂截面的扭转问题,得到扭转剪应力及截面扭转常数.算例表明,钢箱-混凝土组合梁的扭转特性明显优于型钢-混凝土板组合梁.

钢箱-混凝土组合梁桥竖向温度梯度分析

为了研究钢箱-混凝土组合梁桥竖向温度梯度分布模式和其影响因素,以某简支钢箱-混凝土组合梁桥为背景,基于三维遮挡算法,考虑太阳辐射、对流换热、结构热传导等因素影响,采用ABAQUS有限元软件建立钢箱-混凝土组合梁桥温度场,分析精细有限元模型。分析四季典型天气下竖向温度分布变化规律,提出了两种竖向温度梯度模式,采用基于温差基数、位置基数的多折线模式对竖向温度梯度进行简化。采用参数分析的方法分析环境参数、材料参数、截面参数对竖向温度梯度的影响,并采用多元线性回归的方法分析各参数的影响程度,提出钢箱-混凝土组合梁桥的竖向温度梯度基数回归函数。

钢箱-混凝土组合梁抗弯性能的试验研究

通过4片钢箱-混凝土组合梁抗弯试验与理论对比分析结果可知,实测应力-应变分布规律与理论分析基本一致,荷载位移关系(M-f曲线)与理论分析结果接近,极限抗弯承载力略高于理论结果。表明钢箱-混凝土组合梁抗弯过程中内填混凝土与钢箱室壁粘结可靠,应变关系满足平截面假定,理论承载力计算公式可行且偏于安全,构件具有良好延性。

体外索钢箱-混凝土组合梁力学性能研究

对一种新型的体外索钢箱-混凝土组合梁与普通的钢箱-混凝土组合梁进行对比试验,研究这两种钢箱-混凝土组合梁受力过程中的应变分布、界面滑移、刚度、极限强度等力学性能的差异。试验证实,体外索钢箱-混凝土组合梁比普通的钢箱-混凝土组合梁的刚度提高54.15%,极限强度提高27.72%。由于体外索的作用,减少了钢箱-混凝土组合梁的脆性破坏程度,提高了结构的强度与刚度,使钢箱-混凝土组合梁的应变分布和增长更为合理。因此,体外索钢箱-混凝土组合梁具有更好的力学性能。试验表明,截面应变沿宽度方向呈非线性分布,剪力滞效应随荷载的增加而变化,并不是常量。研究还发现,体外索应力与混凝土翼板最大压应变有密切的关系。在试验研究基础上,建立了截面非线性分析模型和体外索钢箱-混凝土组合梁极限强度计算公式,计算的极限强度与试验结果符合很好,这为体外索钢箱-混凝土组合梁极限强度的理论分析和工程实际应用提供了有意义的参考和研究途径。

钢箱-混凝土组合梁桥施工期开口钢箱的稳定性分析

钢箱-混凝土组合梁桥具有自重轻、施工速度快等特点,但在开口钢箱与混凝土桥面板形成组合作用前,钢梁在施工阶段的稳定性可能成为控制设计的因素。文章以跨径25 m钢箱-混凝土组合梁桥为对象,运用三维有限元模型,对其在最不利施工阶段的整体稳定及局部稳定进行参数分析,研究表明,开口钢箱设置单斜撑式上口平联能有效增强侧向扭转稳定性;为保证开口钢箱的整体稳定性,钢箱间侧向横撑的合理间距范围是1/3L0～1/2L0;当平联节间长度与箱梁开口宽度之比β小于6时,可满足钢箱腹板局部稳定性要求;翼缘的宽厚比bf/tf的取值范围在7≤bf/tf≤12时,可满足钢箱翼缘局部稳定性要求。

钢箱-混凝土组合梁的温度变形分析

高速铁路对桥梁刚度要求非常严格,而温度变化对箱梁影响很大,故研究钢箱-混凝土组合梁的温度变形具有现实意义。文中选用国内外不同的温度荷载分布模式,运用大型通用有限元软件ANSYS对某拟建高速铁路钢箱-混凝土组合试验梁进行了温度变形分析。

钢箱-混凝土组合梁承载能力的仿真模拟

对钢箱-混凝土组合梁的力学性能进行了有限元数值仿真模拟。计算结果表明,钢箱 -混凝土组合梁经合理设计能充分发挥钢和混凝土各自的力学性能优势,使其在受载时挠度减少约 1 /3,极大地提高梁的承载力,有较高的工程应用价值。

钢箱-混凝土组合梁设计与应用

钢箱-混凝土组合梁是一种结合了叠合式组合梁与钢管混凝土特点的新型组合截面梁。文章阐述了钢箱-混凝土组合梁提出的背景和优势,综合介绍了钢箱-混凝土组合梁的研究现状与不足,详细介绍了钢箱-混凝土组合梁抗弯构件的尺寸拟定、应力、变形验算、承载力计算等的初步设计理论与计算公式。

小曲率半径钢箱-混凝土组合梁跨高速悬臂拼装技术研究

钢箱-混凝土组合梁桥依据其受力耐久性能好、可塑性强、施工便易等优点成为现代互通匝道桥等跨线道路的设计首选。马鞍山枢纽工程小曲率半径下钢箱-混凝土组合梁对线型及外观要求较高,且各工序之间互相衔接交接紧密,工艺较为繁琐,对项目施工规划提出了较高的要求。针对道路交通条件复杂、桥梁安装定位及线型控制难等难点,本工程从钢箱组合梁节段分段设计、临时支撑体系设计以及施工稳定性三方面提出解决方案,综合运用BIM以及三维扫描技术智能化辅助设计和施工质量控制。

差分法分析钢箱-混凝土组合梁纯扭转问题

分析钢箱-混凝土组合梁纯扭转应力函数的特点,采用差分法建立钢箱-混凝土组合梁截面各材料区域内部各节点的差分方程.并根据组合截面的特征,将应力函数在材料交界面附近做线性化处理,得到补充方程.联立差分方程和补充方程即可求解此复杂截面的扭转问题,得到截面扭转常数扭转剪应力.

中小跨径钢箱-混凝土组合梁闭口与开口截面对比分析

对一种钢箱-混凝土组合梁的受力过程开展理论分析研究,为我国中小跨径钢箱-混凝土组合梁的设计和应用提供参考。对闭口和开口钢箱截面进行对比分析发现,闭口截面相比开口截面,虽增加少量用钢量,但减低了钢梁应力水平,减少了焊缝数量,进而减少了焊接问题的出现,适用于中小跨径钢箱-混凝土组合梁桥的建设。

钢箱-混凝土组合梁桥滑移效应分析

为研究滑移效应影响下钢箱-混凝土组合梁桥受力行为及滑移分布规律,利用ABAQUS有限元软件建立以枣木高速段某60m钢箱-混凝土组合梁桥为背景的数值模型,对其弹性阶段进行计算分析。由计算结果可知:随着荷载持续增加,桥梁的纵桥向滑移量、挠度及应变均逐渐增大;滑移量在跨中位置几乎为0,向两端逐渐增大,偏心加载会使所偏方向外侧翼缘的滑移量比内侧翼缘更大;随栓钉间距减小,相同荷载下桥梁的挠度及应变减小,偏心加载比中心加载对桥梁力学性能产生的影响更大。

钢箱-混凝土组合梁弯曲性能试验研究

基于当前钢-混凝土组合结构和钢管(方)混凝土结构在用于梁类结构方面存在纵向滑移和受拉区混凝土增加了结构自重等问题,提出了钢箱-混凝土组合截面梁。并通过5根钢箱-混凝土组合梁及2根空钢箱对比梁的模型试验,研究其弯曲性能。试验研究表明:钢箱-混凝土组合梁具有良好的抗弯性能和延性,符合平截面假定,极限承载力提高显著,试验中测试还表明钢箱中的混凝土与钢箱在受弯过程中纵向有明显的相互剪切作用,有利于充分发挥钢与混凝土各自力学性能。

新型预应力钢箱-混凝土组合梁抗弯承载力分析

提出新型预应力钢箱-混凝土组合梁,探讨其应用范围和优点,研究这种梁的极限承载力计算公式及纤维模型分析方法。分别通过理论计算和试验分析该组合梁的极限承载力,并分析钢板厚度、混凝土等级、钢绞线根数、隔板位置等参数对3种跨度的该梁极限承载力的影响,同时与其他模型梁进行比较。结果表明:跨度越大,这种组合梁在极限承载力和挠度方面与其他模型梁相比优势越明显,建议此梁使用在12 m以上跨度的房屋和桥梁结构中。