简支槽形钢-混凝土组合梁的试验研究

槽形钢-混凝土组合梁是近年来提出的一种新型下承式桥梁结构。对截面尺寸几何比例为1∶3、构件长度比例为1∶4的简支单线槽形组合梁模型进行两点对称加载的静力试验。对槽形组合梁的抗弯承载力、刚度、应力和裂缝分布特征等基本受力性能开展研究。试验结果表明,通过栓钉连接,试验模型中钢板与混凝土的协同工作性能良好,最终破坏时,表现出较明显的弯曲破坏形态。梁上翼缘的侧向水平位移整体形态为支座处外张,中部内收,但其最大值远小于梁跨中的竖向挠度,表明该模型截面具有良好的抗扭性能。钢梁底板纵向应力沿板宽的分布表现出一定的剪力滞现象,混凝土底板的剪力滞效应不及前者明显。采用截面分析法对模型梁的承载力和变形进行计算分析,其结果与试验结果吻合良好。此外,通过抗弯承载力分析表明,槽形钢-混凝土组合梁的极限抗弯承载力不能套用全截面应力的矩形图分布模式进行计算,应考虑适当折减。

槽形钢-混凝土组合梁及其应用前景初探

提出一种适用于轨道桥梁的新型槽形(U形)钢-混凝土组合下承式桥梁,它是指在槽形截面的钢梁内侧浇筑混凝土,钢板与混凝土通过抗剪连接件组合成整体共同工作。这种结构形式不仅继承了传统混凝土槽形梁结构的特点,而且具有许多自身的优点,钢板可以代替模板,故无需模板或使用较少模板进行施工;结构受拉区外包钢板,既避免了混凝土裂缝暴露,又具有较好的防撞功能,结构的耐久性好。下层钢板在横向和纵向均可以充分发挥抗拉强度,大大简化了构造,减少钢筋绑扎、焊接以及横向预应力张拉的困难。对这种槽形组合梁截面形式的比选进行了初步有限元分析。结果表明,截面各参数对结构受力性能的影响程度不同,其中混凝土底部纵向肋宽度、混凝土翼缘厚度及腹板高度等是较敏感因素;温度和混凝土收缩徐变对结构受力性能的影响也较大。在竖向荷载的作用下钢梁底板和混凝土底板的中面纵向应力沿板宽的分布均表现出一定的剪力滞后现象。还指出关于这种新型组合梁今后值得进一步研究的问题。

装配式方钢管柱-H型钢梁插入式节点力学性能研究

设计了一种新型方钢管柱-H型钢梁插入式节点,此节点焊接部分在工厂完成,保证焊缝质量,现场施工采用螺栓进行连接。首先对该新型节点基本试件具体尺寸进行了设计,利用有限元软件ABAQUS对节点进行单向静力加载和滞回加载,计算结果表明:节点在静力加载条件下,槽形钢长度和板厚度对节点极限承载力影响较大,螺栓孔过大会导致荷载-位移曲线出现平滑段,扩大柱壁宽度会缩小柱屈服面,扩大螺栓预紧力明显减小了节点屈服位移,增加节点轴压比将会扩大柱壁屈服面,增加摩擦系数可使梁塑性区外移;节点在滞回加载条件下抗震性能良好,符合设计要求,节点破坏模式基本为梁上翼缘和焊接钢板屈曲变形,形成塑性铰。

顶推法施工过程中钢槽形梁局部受压承载力分析

针对银川滨河黄河大桥工程西岸水中引桥槽形钢梁在顶推施工过程中的结构安全性,建立简化的钢梁模型,并引入加劲肋布置、加劲肋构造及腹板厚度等参数。通过模型,分析了钢梁在上述不同参数条件下的线性及非线性屈曲稳定系数,从而提出了保证结构安全的施工加固方案。

GCr15SiMn钢环体真空热处理后的畸变分析

对山形和槽形GCr15SiMn钢环体进行了同炉真空淬火和低温回火试验,并做了畸变统计。结果表明:两种钢环体硬度均匀,为58~62 HRC;但畸变趋势不同,其中山形钢环体内外径收缩畸变量大于椭圆度变化,最大收缩畸变量为-0.44 mm;而槽形钢环体内外径涨缩畸变和椭圆度均较明显,且内外径涨缩量为-0.34^+0.43 mm,椭圆度为0.20~0.50 mm。

H型钢梁-H型钢柱偏心节点局部屈服荷载承载力的力学行为研究

针对槽形钢折板补强H型钢梁-H型钢柱的偏心节点,研究了节点局部屈服荷载承载力的力学行为。通过建立5种可能形成的塑性屈服破坏模型,利用屈服线理论,推导出H型钢梁-H型钢柱偏心节点的局部屈服荷载承载力计算公式。取包含梁受拉翼缘在内的节点构件(1/4模型)作为试件,进行了6组拉伸加载试验,验证偏心节点的弹塑性响应。通过对应变分布和翼缘平面外残余变形响应的分析来验证塑性屈服破坏模型的准确性。

H型钢梁-H型钢柱偏心节点的节点域力学性能研究

提出利用槽形钢折板补强H型钢梁-H型钢柱的偏心节点,并研究了该偏心节点的力学性能。提出偏心节点的节点域承载力计算方法,分析中考虑了由于梁偏心引起的附加扭矩的影响。同时进行了T字形梁柱构件的循环荷载试验,验证偏心节点的滞回性能。试验结果表明,节点具有良好的延性和耗能性能,节点域承载力计算公式具有良好的精度。以十字形梁柱构件为模型,进行非线性有限元数值分析,考察槽形钢折板的厚度对偏心节点域变形和承载力的影响。