内置钢箱-混凝土连续组合梁受力性能试验

为研究超静定内置钢箱-混凝土组合梁的塑性设计方法,进行了4根两跨内置钢箱-混凝土连续组合梁试验,获得了试验梁裂缝分布与开展、变形发展、破坏特征及塑性内力重分布等方面的试验结果.通过分析,给出了内置钢箱-混凝土连续组合梁等效塑性铰区长度计算公式,提出了以支座控制截面弯矩弹性计算值与组合梁正截面破坏时钢箱所承担弯矩之差为调幅对象、以相对塑性转角为自变量的弯矩调幅设计方法.

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.

支点位移法在钢-混凝土连续组合梁桥施加预应力中的应用研究

钢-混凝土连续组合梁桥的中间支点附近为负弯矩区,会导致桥面混凝土开裂,缩短使用寿命。支点位移法可以对混凝土桥面施加一定的预应力,从而避免桥面混凝土因受拉而开裂。结合张家界至南充国家高速公路湖北省宣恩(李家河)至咸丰段小模枢纽互通主线钢-混凝土连续组合梁桥的设计施工,分析研究支点位移法。

窄幅钢箱连续组合梁受力性能有限元分析

为了解决钢-混凝土组合梁负弯矩区开裂以及钢箱受压屈曲问题,提出采用窄幅钢箱连续组合梁对钢-混凝土组合梁进行优化,并在窄幅钢箱连续组合梁桥面翼板的负弯矩区采用超高性能混凝土材料部分替代强度等级为C40的混凝土,形成超高性能混凝土-窄幅钢箱连续组合梁,进一步优化窄幅钢箱连续组合梁受力性能;采用有限元分析软件ABAQUS建立超高性能混凝土-窄幅钢箱连续组合梁有限元模型,在验证模型适用性的基础上,分析窄幅钢箱连续组合梁的受弯过程,并对窄幅钢箱连续组合梁翼板、钢筋、钢箱云图进行对比。结果表明:窄幅钢箱连续组合梁中混凝土的充填跨度对窄幅钢箱连续组合梁刚度存在一定的影响,超高性能混凝土材料显著改善了翼板的抗裂性能,翼板受拉区损伤面积减小95%以上;当采用超高性能混凝土材料完全替代普通混凝土材料时,窄幅钢箱连续组合梁的刚度、开裂荷载、极限荷载等性能得到较大改善。

部分充填式窄幅钢箱-UHPC组合梁负弯矩下抗剪强度

为研究部分充填式窄幅钢箱-超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)组合梁在负弯矩下的裂缝开展、局部屈曲和竖向抗剪强度,对5根不同UHPC翼板层厚和钢箱不同充填高强混凝土(high strength concrete,HSC)高度的组合梁试件进行反置正向加载,得到了试件在加载过程中的破坏过程、荷载-裂缝宽度曲线、荷载-跨中挠度曲线、跨中应变分布和腹板应力应变等并进行分析。结果表明:相比于普通混凝土(normal concrete,NC)翼板试件,半UHPC和全UHPC翼板试件其抗剪承载力提升不大,仅8.3%和11.6%;相比于未充填试件,半充填和全充填试件其抗剪承载力分别提升了61.7%和87.2%。用UHPC替换部分NC翼板后试件能有效地控制裂缝发展,钢箱内充填HSC能有效地减小腹板局部屈曲。考虑翼板、钢梁和充填HSC对抗剪承载力的贡献,通过分项叠加法确定试件的抗剪承载力计算方法,能较准确地计算试件的抗剪承载力。

装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥受载性能试验研究

为探析剪力连接布置形式对装配式钢桁-混凝土组合梁的性能影响,制作剪力栓钉水平布置(PSTC-H)与竖向布置(PSTC-V)两种不同形式的钢桁-混凝土组合(PSTC)梁试件,通过两点加载负弯矩试验,观察组合梁的荷载开裂、弹性恢复、关键点位移,分析其力学规律。研究结果表明:各组试验梁的初始裂缝均位于加载点附近的桥道板顶面侧边;PSTC组合梁开裂后,板内裂缝发展较慢,组合梁能够在较长的荷载范围内继续工作;整个加载过程中PSTC-H与PSTC-V梁的剪力连接件工作状态均较好,钢桁架与道板预埋钢板间未见破损及开裂;同级荷载水平下,PSTC-H的破坏最大挠度值、滑移值、裂缝宽度均明显小于PSTC-V。综合来看,栓钉水平布置的PSTC-H剪力连接方式性能更优。

充填式钢箱-混凝土组合梁抗裂性能研究

为研究充填式钢箱-混凝土组合梁抗裂性能,对2片部分充填混凝土和1片全截面充填混凝土的钢箱组合梁进行静载试验。观察梁的裂缝形成过程,统计裂缝发展数量,得到荷载-裂缝宽度曲线、荷载-挠度曲线等相关试验数据。试验表明:配筋率越高,则其控制裂缝的宽度相对越小,裂缝数量相对越多,裂缝扩展速率越缓慢。部分充填式比全截面充填式钢箱组合梁的变形更小、刚度更大,在实际工程设计中,合理控制混凝土填充高度,有利于发挥材料的受力性能。

部分剪切连接胶合木-混凝土连续组合梁受力性能分析

为研究部分剪切连接胶合木-混凝土连续组合梁中抗剪连接件不同分布情况对其受力性能的影响,运用ANSYS有限元软件建立4组模型试件,对抗剪连接件进行分段布置,其他相关参数和条件均保持不变,对4组试件的滑移、挠度和剪力进行建模分析。有限元计算结果表明:抗剪连接件分段布置的3组试件滑移和挠度均比沿全梁等间距布置抗剪连接件的试件小,荷载总量相同时对称集中荷载对组合梁滑移和挠度的影响更大;间距为150 mm试件(GCB-4)的抗剪连接件布置方式最合适,该试件的界面滑移和挠度最小,且抗剪连接件的分布方式在实际施工时更方便,只需计算出布置区域并按固定间距布置即可。

部分充填混凝土-钢箱连续组合梁裂缝特征

对5根部分充填混凝土-钢箱连续组合梁进行静力加载试验,研究组合梁在负弯矩作用下的混凝土面板的裂缝开裂和发展特征.根据试验结果与理论分析,综合考虑力比、栓钉间距对部分充填混凝土-钢箱连续组合梁裂缝特征的影响,对比负弯矩区裂缝宽度试验值与各文献计算值.结果表明:力比对裂缝最大宽度的影响较大,栓钉可引起次生裂缝的产生,故应将力比及栓钉连接件的间距作为部分充填混凝土-钢箱组合梁中支座区最大裂缝宽度计算的重要参数.

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。

基于UHPC的钢-混凝土连续组合梁桥负弯矩区抗裂构造研究

针对钢-混凝土连续组合梁桥负弯矩区混凝土开裂的问题,提出了采用预制UHPC横梁且带预应力锚栓钢端板的连续组合梁新构造,该构造在位于钢-混凝土连续组合梁负弯矩区内,通过栓钉、钢端板、预应力钢筋、化学高强度膨胀螺栓将预制UHPC桥面板和预制UHPC横梁与相邻梁体进行桥梁连接。该构造限制了负弯矩区钢筋混凝土桥面板裂缝的产生和发展,具有适宜的刚度和良好的抗震性能,减小了混凝土横梁的厚度,减轻了桥梁自重,工厂预制UHPC构件以及简明的构件连接方式有效提高了施工质量和施工速度。

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。

部分充填式钢箱-混凝土连续组合梁刚度分析

为探讨部分充填式窄幅钢箱-混凝土连续组合梁的变形情况,设计3片不同抗剪连接度的试验梁,并进行单调加载实验.考虑边界条件对刚度的影响,结合组合系数法,推导出适合部分充填式钢箱-混凝土连续组合梁的刚度计算式.理论分析与试验结果表明:在钢箱-混凝土连续组合梁的钢箱中部分充填混凝土可以提高梁体的刚度,当钢箱-混凝土连续组合梁的钢箱中充填60%的混凝土时,其刚度提高最明显,最为合适.

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。

部分充填式窄幅钢箱-混凝土连续组合梁有限元分析

以3根在负弯矩区不同配筋率的2×3 m部分充填式窄幅钢箱-混凝土连续组合梁的试验研究为基础,采用有限元软件ABAQUS建立了部分充填式窄幅钢箱-混凝土连续组合梁的非线性有限元模型,模拟了构件在两点对称集中荷载作用下连续组合梁负弯矩区的受力性能,计算结果和试验结果吻合良好,验证了模型的有效性.对混凝土强度、钢箱梁顶板、腹板以及底板的厚度等影响连续组合梁的主要参数进行分析,分析结果表明:通过增加钢箱梁腹板和底板的钢板厚度,能有效提高部分充填式窄幅钢箱-混凝土连续组合梁的极限承载力和刚度。

内置部分中空钢箱-混凝土组合梁承载能力数值分析

针对传统内置钢箱-混凝土组合梁受拉区混凝土未能充分发挥作用且增加了梁自重的缺点,本文设计一种新型内置部分中空钢箱-混凝土梁,基于6根新型内置钢箱-混凝土组合梁受弯性能的非线性研究,分析了其受力过程、承载能力和变形性能等。结果表明:内置部分中空钢箱-混凝土梁可充分发挥钢与混凝土各自的力学性能,具有良好的承载能力和抗变形性能。梁构件正截面承载力可采用基于平截面假定方式设计计算,为工程实践提供依据的同时,也为大尺度预应力型钢-混凝土梁更广泛的技术应用提供设计参考。

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-混凝土组合梁抗剪性能试验研究

新型钢箱-混凝土组合梁通过在钢箱截面受压区灌注混凝土,改善了梁的受力性能。通过6个钢箱-混凝土简支梁在集中力作用下受剪破坏试验,研究钢箱-混凝土组合梁的抗剪性能。试验结果表明,钢箱受压区充填混凝土后,腹板没有明显局部屈曲,试验梁的受剪破坏由没有充填混凝土的下箱室腹板屈曲引起。推导出钢箱-混凝土梁抗剪强度计算公式,计算结果与试验结果较为接近。

钢-混凝土连续组合梁的设计方法

针对我国现行钢结构规范的不足 ,并结合国内外组合结构规程的先进成果 ,从整体分析及负弯矩区计算两个方面对钢 混凝土连续组合梁的设计方法进行了探讨。同时对连续组合梁的研究现状也做了简要介绍。

钢箱-混凝土组合梁力学性能分析与试验研究

通过对4个钢箱-混凝土组合梁和两个空钢箱梁的抗弯承载能力试验研究,考察了钢箱-混凝土组合梁的力学性能.试验结果表明,钢箱-混凝土组合梁具有较高的承载能力、刚度以及良好的延性.用数值积分方法,考虑材料非线性,对钢箱-混凝土组合梁受力全过程的行为进行了理论分析,分析结果与试验结果基本相符.提出了梁抗弯承载能力计算公式,计算结果与试验结果吻合良好.