新规范下公路桥梁盖梁短悬臂端受力分析

公路桥梁盖梁作为连接桥梁上下部结构的重要构件,多为短悬臂结构,新规范首次提出了柱式墩盖梁短悬臂端的拉压杆模型。以车丘板大桥为例,本文提出了箱式墩盖梁短悬臂端受力的简化计算方法,分别采用了拉压杆模型和传统梁模型计算了盖梁短悬臂端受力,并提出了只用拉压杆模型计算的局限性。结果表明,同时考虑拉压杆模型和传统梁模型计算盖梁短悬臂端受力更为安全。

大采高综采顶板短悬臂梁-铰接岩梁结构与支架工作阻力的确定

针对大采高综采工作面矿压显现强烈,支架工作阻力确定依据不足等问题,采用现场实测、数值模拟相结合的方法进行研究得到:采高增加后,煤壁前方破坏面积及支承压力峰值明显加大、煤壁易发生片帮冒顶、采场顶板活动范围明显加大、顶板断裂线前移、岩层间离层量增加。依据大采高采场直接顶及基本顶新概念及新判别公式,提出大采高采场顶板易形成"短悬臂梁-铰接岩梁"结构,以及大采高综采支架工作阻力的计算公式。通过理论研究直接顶厚度、直接顶垮落步距、基本顶厚度、基本项垮落步距、采空区矸石碎胀系数以及采空区矸石刚度对支架工作阻力的影响,结果显示直接顶及基本顶垮落步距对支架工作阻力影响较大。

短悬臂斜拉桥主梁正应力分布试验研究

宽跨比大于0.5或高跨比大于0.2的梁按简单梁理论计算的正应力误差较大,因而分析短悬臂主梁的受力性能时,应考虑横向弯曲效应。为了研究短悬臂斜拉桥主梁横向弯曲变形对正应力的影响,定义了正应力不均匀系数,并对宽跨比1∶1的有机玻璃节段模型进行荷载横向对称变位试验,采集索力及应变增量数据进行分析。试验和有限元数据对比,可知:荷载横向不同作用位置对索力及剪力滞的影响很小,其引起的顶板横向弯曲变形会改变加载截面附近正应力的大小和分布规律;横弯效应对正应力的影响往自由端逐渐衰减,往固定端先减小后增大;塔根附近主梁应力的大小及不均匀程度与无横弯影响的结果相差很大。

短悬臂预应力箱梁施工剪滞特性数值研究

箱型梁剪力滞效应的存在可影响到结构设计的安全性,而目前桥梁结构设计规范中对剪力滞效应尚未作出规定。为研究预应力箱梁在施工时的短悬臂剪滞效应,以广州某预应力PC箱梁桥为数值计算模型,基于有限元软件ANSYS及MIDAS对预应力PC箱梁短悬臂剪力滞效应进行仿真计算与分析,研究表明短悬臂预应力箱梁剪力滞效应随悬臂梁越短而越明显。

短悬臂盖梁柔性拉压杆模型分析研究

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362—2018)基于应力扰动区(D区)刚性拉压杆模型给出了短悬臂盖梁承载能力极限状态的计算方法,但对于正常使用极限状态抗裂验算未进行规定。如果按刚性拉压杆模型进行抗裂验算,则拉杆钢筋的应力往往偏大,配筋将过于保守。实际上拉杆和压杆刚度相差较大,按有限变位的柔性拉压杆模型推导了拉杆拉力的计算公式,并结合工程实例采取有限元实体模型进行验证,结果表明柔性拉压杆模型计算结果精度更高,与有限元分析结果更吻合,相关结论可供类似工程参考。

三软煤层沿空留巷顶板结构模型及合理支护研究

为了揭示三软煤层沿空留巷围岩变形机理,探索适用于三软煤层巷道围岩控制的新技术,通过切顶沿空留巷物理相似模拟实验,研究了不切顶普通支护、切顶高强支护和切顶普通支护3种条件下顶板岩层断裂演化过程,构建了三软煤层切顶留巷顶板结构力学模型,给出了支护阻力计算方法,在韩城矿区象山煤矿进行了现场工业性试验验证。研究表明:切顶技术切断了顶板的应力传递,巷内采用高强支护,使顶板形成稳定的“短悬臂-砌体梁”结构。现场监测结果显示,不切顶普通支护的留巷顶底板平均移近量1000~1200 mm,两帮平均移近量600~700 mm;切顶高强单体支护的留巷顶底板平均移近量200~300 mm,两帮平均移近量200~300 mm;切顶组合式支架支护的留巷顶底板平均移近量50~100 mm,两帮平均移近量100~200 mm。组合式支架高强支护能够较好地控制三软煤层沿空切顶留巷围岩变形,可实现留巷二次复用无返修。

深孔预裂爆破沿空留巷技术及顶板应力分布规律

针对沿空巷道侧向坚硬顶板垮落不及时导致巷道围岩应力和位移急剧增高的问题,利用深孔预裂爆破技术,控制沿空留巷条件下的巷道围岩变形。以南阳煤矿3208综放工作面为工程背景,利用弹性力学理论,构建工作面沿空巷道侧向悬臂梁结构模型,分析深孔爆破和巷旁支护体对岩梁应力分布的影响作用,揭示深孔爆破切顶前后巷道岩梁内部应力分布及破断规律,确定爆破切顶关键参数,对深孔爆破预裂顶板及巷道主动支护后沿空巷道的围岩控制效果开展评价。研究结果表明:深孔爆破预裂顶板能充分发挥切落岩体的自承载作用,阻挡高位岩层的下沉破断,有效改善沿空留巷顶板应力分布状态;切顶后岩梁最大主应力和剪应力明显降低,可转移沿空留巷顶板压力和减弱巷旁支护体的承载力;顶板易于在巷道煤壁上方发生压剪破坏,爆破预裂顶板以及巷旁支护体的存在,均使得巷道顶板破坏范围明显减小;3208综放工作面应设计爆破切顶高度16.8 m,爆破钻孔倾角60.3°为宜;结合锚杆锚索补强支护和单体支柱临时加强支护,可有效控制3208工作面沿空巷道变形。

特厚煤层综放开采顶板岩层控制基本原理

基于无法改变矿井采掘活动中煤岩体的初始赋存状态、缺乏准确获知其赋存特点及工程响应特征的技术手段,采用理论分析对特厚煤层综放开采顶板岩层控制基本原理进行了研究。特厚煤层综放开采顶板岩层具有3个特点,即"暂时稳定性""及时垮落性"以及两种状态的周期性转化,岩层控制的基本原理就是控制工作面回采过程中顶板岩层结构的"暂时稳定性"。维护顶板岩层结构的"暂时稳定性",需要避免上位直接顶"组合短悬臂梁"结构发生滑落失稳以及基本顶"铰接岩梁"结构失稳;通过分析"铰接岩梁"结构两种失稳条件和"组合短悬臂梁"结构3种失稳模式,提出了维护特厚煤层综放开采顶板岩层结构"暂时稳定性"液压支架所受变形压力需满足的条件,得出了可通过外界干预促使"铰接岩梁"结构进一步向上转移、减小"铰接岩梁"断裂步距和"组合短悬臂梁"长度等手段减缓来压强度,维护特厚煤层综放开采顶板结构稳定。现场验证表明:通过外力促使"铰接岩梁"结构进一步向上转移,同时降低"组合短悬臂梁"的长度等措施保障了矿压显现剧烈、多次出现支架损坏综放工作面的接续面在原综放设备不变的前提下实现安全高效回采。

钢管混凝土悬臂短柱试验研究

对 4组共 13根钢管混凝土悬臂短柱进行了试验 .试验参数包括轴压比、含钢率和混凝土强度 .对试验结果进行的分析表明 ,轴压比对钢管混凝土弯压构件受力性能的影响最为显著 .钢管对核心混凝土的紧箍力作用随轴压比的减小而减弱 .

综放开采覆岩结构稳定性及支架支护阻力分析——以保德煤矿为例

以保德煤矿综放开采为工程背景,基于理论分析、相似材料模拟试验手段与方法,分析了大采高综放面覆岩的结构类型,应用弹性力学理论,建立了砌体梁结构、短悬臂梁结构的力学解析模型。研究表明:直接顶特征对矿压显现具有重要影响,覆岩的多关键层层序决定覆岩形成的悬臂梁结构是保德矿矿压显现强烈的根本原因,工作面三盘区支架工作阻力不小于16271.8 kN,目前所选择的支架工作阻力偏小,建议选择支护强度与工作阻力较大的支架。

厚煤层高强度综放开采覆岩结构及矿压显现特征研究

为掌握厚煤层高强度综放开采覆岩结构及矿压显现特征,以长平矿2308工作面为工程背景,运用理论分析、数值模拟、现场监测等方法对其覆岩结构和矿压显现特征进行研究。结果表明,2308工作面的矿压显现规律主要由主关键层和亚关键层共同控制,分别在顶板下位形成短组合悬臂梁结构,上位形成铰接岩梁结构;下位短组合悬臂梁+上位铰接岩梁结构是造成工作面存在大小周期来压的直接原因。

装配式钢结构方钢管柱与梁连接节点研究进展

对装配式钢结构方钢管柱与梁采用套筒式连接、模块化柱与梁连接、梁柱端板连接、柱与悬臂短梁连接、梁贯通式等连接节点类型的研究进展进行综述,并对上述装配式连接节点的构造特点、连接形式、传力机制、抗震性能和耗能能力等进行了总结。

装配式钢结构梁柱连接节点研究进展

近年来,在国家大力推行政策背景下,装配式建筑成为研究的热门课题。钢结构作为一种天然的装配式结构,具备施工速度快、现场湿作业少、便于实现工业化和标准化、质量易控制、绿色环保等诸多优势,在装配式建筑领域中具备巨大的发展前景。介绍了近年来国内外装配式钢结构梁柱连接节点研究情况,根据构造特征分为套筒式、悬臂短梁式、桁架梁、单边螺栓、装配式钢框架体系、带耗能元件等装配式节点形式,对各装配式节点构造和力学性能进行阐述与总结。