书夹型钢-混组合结构在桥梁加宽中的应用研究

为避免桥梁加宽时下部结构拓宽,减少新旧桥面纵向裂缝及铺装层损伤,提出一种以钢结构立柱及护栏、书夹式钢板、高强度螺栓为主要构件,超高性能混凝土(UHPC)为铺装层的书夹型钢-混组合结构进行桥梁加宽。为评估该组合结构在运营条件下的安全性,以厦门官浔溪大桥加宽工程为背景,通过实桥现场静载试验研究水平荷载作用下书夹型钢-混组合结构的力学性能,并与数值仿真结果进行对比,验证试验结果的可靠性。结果表明:实测结果与数值仿真结果吻合良好;书夹型钢-混组合结构关键部位荷载~位移曲线、荷载~应力曲线呈线性变化,钢结构最大拉应力约为材料屈服强度的75%,整体结构处于弹性工作阶段;螺栓预紧力有效减少了高强度螺栓的直剪作用,降低了剪切疲劳破坏风险;采用书夹型钢-混组合结构进行桥梁加宽可有效避免下部结构拓宽,改善新旧桥面纵向裂缝及铺装层损伤,具有较好的加宽效果。

常泰长江大桥组合索塔锚固结构钢-混传剪构造足尺模型试验研究

常泰长江大桥索塔锚固结构采用钢箱-核芯混凝土组合结构,为研究该新型组合索塔锚固结构钢-混传剪构造的受力特性,进行钢-混传剪构造足尺模型试验研究。制作2个锚固结构足尺节段试验模型,通过压剪试验研究锚固结构的荷载~滑移曲线及应力、应变分布等受力特性,并通过有限元模型分析锚固结构的传力机理和各组件的内力分配比例,推导剪力钉剪力计算方法。结果表明:在2.14倍单索最大索力荷载作用下,锚固结构保持弹性状态,钢壁板未产生明显滑移,钢-混界面最大滑移不超过0.25 mm,该锚固结构中钢-混传剪构造至少具有2.14倍的安全系数;荷载作用下,剪力钉剪力从上至下逐渐增大,锚腹板附近底部3排剪力钉剪力较大,钢-混传剪构造至少存在剪力钉和界面摩擦力2种传剪机制,钢-混传剪构造的承载能力显著提高;钢-混传剪构造受力过程分为粘结力传力阶段和局部滑移阶段,剪力钉剪力分布不仅与沿剪切方向长度分布有关,也与荷载的大小线性相关。

钢-混组合结构在桥梁中的应用综述

这篇文章重点分析了钢-混组合结构在桥梁工程中的应用实例,关于此结构在桥梁工程中所展现的优势与适用场景,详细阐述如下。首先,识别问题关键与关注研究领域。然后,本文实施特定方法进行研究探讨。针对研究文献与工程案例进行深入分析,钢-混凝土组合结构在各类桥梁项目中应用分析。实验结果表明,我们得出了以下研究结论。最后,为此,关于未来桥梁建设,我们提炼经验并提供有益建议。针对钢-混凝土组合结构研究的关键包括设计方法、材料筛选及施工技巧,提高应用性能与盈利能力。同时,对该结构进行持续监控与评估,确保其稳定性及可靠性。

基于遗传算法的槽型钢-混组合梁优化设计

槽型钢-混组合梁是当前应用较为广泛的一种桥结构形式。该研究以提升槽型钢-混组合梁设计效率为目标,采用创新的人工智能遗传算法,通过Python平台编译。该文针对钢-混组合梁进行全面优化,专注于13个关键截面设计参数,如钢板宽度与厚度、加劲肋个数、梁高等。通过合理选择遗传算法参数,实现快速、规范且经济的设计。研究创新之处在于将人工智能算法应用于桥梁设计,为设计工程师提供高效可靠的工具,显著提升设计效益。通过关键参数的优化,该文为槽型钢-混组合梁设计领域作出有益贡献,同时展示遗传算法在解决多目标、多参数工程优化问题中的显著便利。

腹板嵌入式双倒T型钢-混组合梁受弯性能研究

在通过横隔板连接的双倒T型钢腹板上部开槽,并将开槽腹板部分嵌入到混凝土翼板,与底部钢筋共同形成带有榫结构连接的腹板嵌入式双倒T型钢-混组合梁。设计了该试件的受弯性能试验,分析总结了试件的破坏模式,并基于荷载-挠度曲线和应变分布特征等试验结果对其承载力和延性等力学指标进行评估。该梁满足完全抗剪连接,具有良好的整体抗弯性能。根据试验及有限元模拟结果,提出了抗弯承载力设计方法,试验结果与理论计算结果误差为2.7%,结果吻合较好,该理论公式可作为结构设计的依据。

钢-混组合梁结构噪声研究

研究目的:为了分析列车高速通过钢-混组合梁桥时因振动产生的结构噪声,本文采用边界元法与统计能量法相结合的方法,建立32 m钢-混组合梁桥有限元模型、31自由度的列车模型及轨道模型,分析列车在轨道不平顺的激励下通过桥梁时的扣件力,并将扣件力作为声学边界条件,进而求解声场中各场点的声压级以及桥梁各板件对峰值声压级的贡献量。研究结论:(1)高速列车通过钢-混组合梁桥时,噪声的峰值声压级为76.5 dB(A);(2)列车以相同时速通过单箱单室和单箱双室钢-混组合梁时,桥梁结构噪声的峰值声压级基本相同,但桥梁各板件对于峰值声压级的贡献量不同;(3)列车通过单箱单室钢-混组合梁桥时,各板件对峰值声压级的贡献量为:腹板>翼缘板>底板>顶板>横隔板;(4)列车通过单箱双室钢-混组合梁桥时,各板件对峰值声压级的贡献量为:翼缘板>顶板>腹板>底板>横隔板;(5)本研究成果可为探究钢-混组合梁桥结构噪声产生机理及减振降噪措施提供参考和借鉴。

某核电厂钢-混组合结构实施楼板建造技术

本文以某核电厂乏燃料厂房乏燃料水池上方钢-混组合结构超厚楼板施工为例,从型钢免拆模板材料、型钢免拆模板体系设计、钢-混组合结构楼板施工技术、质量控制要求及质量效果评价方面介绍了钢-混组合结构实施楼板建造技术,其应用节约了施工成本、提高了施工效率、节省了工期,为后续工程提供技术参考,其推广应用对提高我国核电工程工业化水平具有重大意义。

型钢-混凝土组合结构梁柱节点位置钢筋与型钢穿插施工技术分析

文中以福建龙岩某大厦为例,对型钢-混凝土组合结构梁柱节点位置钢筋与型钢穿插施工技术进行分析,并提出钢筋布置工艺优化措施和工程质量管理措施,以期为组合结构梁节点处钢筋精细化布设提供参考。

新型钢-混凝土组合结构的自动算量研究

为解决目前基于BIM进行组合结构算量存在的精度低、效率低,且不符合我国清单计价规范的要求等问题,文中研究了一种基于BIM的新型钢-混凝土组合结构的自动算量方式。以某缀板式钢管混凝土组合柱结构的Revit三维模型为依托,通过Revit API获取模型族文件的参数,根据我国清单计价规范进行工程量计算规则的编制,并将Revit与Excel结合实现数据的导出,最终实现工程量的自动计算。自动算量方式大幅提升了工程算量工作的精度及效率,并为不同类型的新型工艺组合结构算量提供研究思路和参考。

钢-混组合结构抗剪栓钉的群钉效应研究

栓钉剪力连接件是组合结构中保证组合效应不可或缺的关键部件,在使用过程中总是同时使用多个栓钉连接件。因此,为研究栓钉群钉效应作用时的不均匀系数与抗剪性能,采用Ansys APDL进行参数分析,改变栓钉的间距和钢板厚度,以?22 mm栓钉群钉为研究对象。此外,为研究栓钉群钉的损伤后行为,设置不同间距,分别减小栓钉端部、中部、尾部的有效截面。计算结果表明,由于摩擦力的存在,与单钉相比,只要是多钉的推出试验,都会存在抗剪性能下降的情况,并不全是受群钉效应影响;弹性阶段不均匀剪力演高度呈月牙状,但是随着间距减小,塑性阶段不均匀剪力由月牙状向线形转变,端部的不均匀系数不断降低,尾部的不均匀系数提升,沿高度最大不均匀系数差异接近10%;弹性阶段钢板厚度改变时,不均匀系数仅发生5%变化,塑性阶段约1%,相比于栓钉间距,钢板厚度对不均匀系数的影响有限;栓钉的平均抗剪承载力随栓钉间距变化呈指数关系,栓钉的平均抗剪刚度随间距变化呈线性关系,间距越密集,平均抗剪承载力和平均抗剪刚度越低,拟合公式与计算结果吻合,相关系数均大于0.9;栓钉间距与直径比值大于6.8时,抗剪性能变化已不显著;对于越密集的栓钉群,削弱尾部的栓钉会带来更不利的抗剪性能退化情况。

梁式与推出加载对钢-混凝土结构栓钉承载力影响机理分析

针对钢-混凝土结构中栓钉在推出和梁式加载时不同的受力行为,通过开展数值分析及试验验证,研究了两种加载情况下的栓钉承载力、刚度及传力路径等典型受力性能差异,提出了预留孔尺寸效应、钉簇间受力非线性梯度效应及单簇钉群受力簇群效应等影响效应及机理,建立了梁式加载单钉抗剪承载力计算式。研究表明:梁式加载时栓钉抗剪承载力低于推出加载,抗剪刚度高于推出加载;梁式加载极限承载力时栓钉根部受力相较推出加载呈现更为显著的非线性关系;尺寸效应使组合梁中栓钉承载力略高于推出试件;组合梁中簇群效应更为显著,使单钉承载力降低。梯度效应使组合梁栓钉根部受力非线性更为明显。基于上述分析,提出了考虑3种效应的梁式加载单钉抗剪承载力计算式。

桥面板施工顺序对钢-混组合梁桥的受力影响研究及优化

为分析桥面板施工顺序对钢-混组合梁桥成桥受力性能的影响并优化现有的桥面板施工顺序,基于钢-混组合梁桥的受力过程,以交通部颁发的装配化钢-混组合梁通用图为依托,选取3×40 m钢-混组合连续梁桥为对象进行研究。采用桥梁博士软件建立钢-混组合梁桥有限元模型,以桥面板施工工序和结构体系转换时间为变量,分析7种桥面板施工顺序下的结构受力性能。结果表明:钢-混组合截面的受力模式分为一次受力状态和分阶段受力状态,其中采用一次受力状态的施工顺序具有施工方便、成桥整体刚度大、钢梁应力小的优点,但存在支点处桥面板拉应力过大的缺点;分阶段受力状态的施工顺序能有效降低支点处桥面板拉应力,但成桥钢梁应力偏大,结构刚度不足。针对采用上述2种受力模式的施工顺序不能兼顾结构成桥性能(钢梁应力、整体刚度等)较优与控制支点桥面板拉应力的问题,提出优化的混合受力状态的施工顺序,该顺序既保留了一次受力状态较优的成桥性能又显著降低了支点处桥面板拉应力,兼顾了上述2种受力模式的优点,可为钢-混组合梁桥的设计和施工提供参考。

狮子洋通道钢-混组合梁桥结构选型研究

狮子洋通道全长约35 km,为高速公路+城市道路双层复合过江通道,过江段采用双层桥梁方案(上层为高速公路,下层为市政道路),多处主线桥设计采用50~80 m跨径桥梁,主梁采用钢-混组合梁结构。通过对简支和连续体系进行比选,该项目采用结构简支、桥面连续的结构体系,并配合暗帽梁的设计方案;通过对工字形钢板组合梁、整体式钢箱组合梁、波形钢腹板组合梁、钢桁腹组合梁、分体式小钢箱组合梁进行比选,选择分体式小钢箱作为该项目钢-混组合梁的钢主梁形式;通过对结构受力性能、经济性、施工便利性、运输便利性和对变宽路段的适应性等综合分析比选,钢主梁采用4片主梁方案,该方案有利于设计、制造及施工标准化,结构受力更合理、造价更经济。从施工场地、设备、工期和安全性等方面分析,该项目施工采用标准化加工钢结构、工厂化预制混凝土桥面板,在桥位上通过湿接缝和集束式剪力钉形成组合结构的方案。

32.6m钢-混简支站台梁结构计算分析

杭温铁路永嘉站站台梁为钢-混组合结构,四、五站台11#~12#桥墩简支梁梁长32.6m,计算跨度为31.2m。钢梁采用闭口箱型截面形式,组合梁截面由两片闭口箱梁上接混凝土桥面板组成。针对钢混组合梁在铁路站台结构的应用,本文以杭温铁路永嘉站某站台梁为研究对象,通过拟定合理的结构尺寸,分别采用“Midas Civil”、“桥梁博士”有限元软件建立组合梁纵向、横向有限元模型,结合相关规范,对钢主梁、混凝土桥面板以及剪力钉进行计算分析,为同类型的组合梁结构计算提供参考。

新型钢-混凝土组合结构的应用与展望

简要介绍新型组合结构的类型及优越性,并对其在国内外的发展过程及应用现状做出评述,分析新型钢-混凝土组合结构的发展方向和需进一步解决的问题,对推动钢筋混凝土组合结构在结构工程中的应用具有理论意义和实用价值。

新型钢-混凝土组合结构的发展现状及展望

介绍了近年来新型钢-混凝土组合结构的发展现状,并对其铁路桥梁中的应用前景进行了展望。

型钢-混凝土组合结构地震恢复力模型研究

为了研究型钢-混凝土组合结构的抗震性能,对地震恢复力模型进行了研究。通过比较国内外学者已提出的恢复力模型,分析了其优势与不足,得出刚度退化三折线恢复力模型适用于型钢-混凝土组合结构的恢复力模型研究中。在该恢复力模型的基础上,考虑到正反向弹性刚度不一致,提出了改进恢复力模型,并给出了模型建立的内容、数据处理与拟合方法以及拟合时加载与卸载规则。通过分析研究已有刚度退化三折线恢复力模型的研究结果,并对比各试验模型,提出引入修正系数,建立一个适用所有型钢-混凝土组合结构的参考恢复力模型,为型钢-混凝土组合结构的地震恢复力模型研究提供参考依据。

山区公路装配化钢-混组合梁桥设计及关键技术研究

为提升山区高速公路钢-混组合梁桥的预制装配化和通用性等技术水平,根据山区高速公路结构和公路荷载特点,提出了一种适用于山区高速公路装配化施工的钢-混组合梁构造形式,并对其设计及关键技术进行研究。山区高速公路钢-混组合梁可采用结构简支桥面连续或结构连续体系;主梁采用将2片工字形钢梁组合为1榀整体预制而形成的工字形榀梁横断面,半幅桥的2车道和3车道分别采用2榀和3榀工字形钢梁横断面;30、40、50 m跨径主梁梁高分别为1.6、2.0、2.5 m;2片工字形钢梁间采用X撑联结系以提高结构的整体性。钢-混组合简支桥面连续体系采用钢-UHPC简支桥面连续构造,避免了普通混凝土连续段混凝土易开裂的问题;在墩顶后浇段一定范围内设置抗拔不抗剪连接件,并采用施加部分预应力的负弯矩区抗裂技术,解决了结构连续体系预应力效率低、负弯矩区混凝土桥面板易开裂的问题;采用架桥机逐孔单榀整体吊装的快速架设施工技术提高了施工效率。该山区公路装配化钢-混组合梁工程应用表明:快速架设的装配化钢-混组合梁不仅极大提高了山区高速公路的建造效率,而且具有较好的经济性和适用性。

倒T形型钢-混凝土组合结构受弯性能试验研究

为了研究倒T形型钢 混凝土组合结构 (地下组合墙体系统 ,即CBS)的抗弯受力性能 ,以剪切连接度、U形补助连接钢筋、栓钉长度、受拉钢筋及墙体厚度作为主参变量 ,进行了 1 1根两跨型钢 混凝土组合梁的试验研究。研究结果发现U形补助连接钢筋及栓钉的附加长度明显地改善了结构的延性 ,墙体厚度及受拉钢筋的增大提高了结构的刚度和强度。并且验证了倒T形型钢 混凝土组合结构的跨中极限抗弯承载力计算可以直接利用一般型钢

浅析型钢-混凝土组合结构柱的施工质量控制

型钢-混凝土组合结构由于具有良好的经济性与实用性,而被广泛应用于大跨度、超高层建筑结构中.文中针对于型钢-混凝土组合结构的钢柱部分,主要从钢柱吊装、钢筋制安、混凝土浇筑三道主要工序的施工质量控制展开论述,为类似项目提供参考.