两跨连续GFRP-混凝土空心组合板受力性能试验研究

为研究两跨连续GFRP-混凝土空心组合板的受力性能,进行了2个连续组合板试件的静力加载试验。组合板分别采用环氧树脂胶及栓钉与下部工字钢支座进行连接。试验结果表明,试件最终破坏形态均为跨中截面处受压区混凝土压碎后,下部GFRP型材下翼缘断裂或侧壁屈曲破坏。采用环氧树脂胶连接的试件,边支座可以视为简支支座;采用栓钉连接的试件,边支座可以视为固定支座。随着负弯矩区混凝土的开裂及受拉钢筋的屈服,组合板均出现了明显的内力重分布现象。基于截面分析方法和等效刚度,提出了连续组合板受力全过程计算方法。计算结果表明,组合板的支座反力和截面弯矩试验值与理论值吻合较好,提出的方法可以有效地用于组合板的全过程受力分析。

钢-混凝土组合简支桥面连续结构横向应力分析

针对钢-混组合简支梁桥的桥面连续结构开裂等病害,围绕桥面连接板的横桥向应力问题,采用线弹性理论和板的偏微分方程进行分析,得出了桥面连接板挠度和应力的分布函数,建立非线性有限元模型,并进行实桥荷载试验.通过比较理论解、有限元解和实测试验结果,证实了理论解和有限元的有效性.根据得到的分布函数,发现横桥向和纵桥向上的最大拉应力出现在钢梁端部位置的连接板的上缘.此外,还分析了连接板区域尺寸变化对横桥向应力峰值的影响,包括纵梁端部距支座的长度、纵梁的间距以及连接板区域整体尺寸变化.结果表明:较小的纵梁间距和较长的纵梁端部与支撑之间的距离会导致连接板中的横向拉应力峰值增加,并提高横向拉应力在总应力中的占比,从而导致桥面连接板早于设计荷载开裂.因此对于纵梁间距较小、梁端长度较长的钢-混组合简支梁桥桥面连续结构,仅计算其纵桥向受力性能会导致计算结果偏危险,建议按照本文方法考虑横桥向应力对桥面连接板的影响.

双跨连续GFRP-混凝土组合板的试验研究

为研究GFRP-混凝土组合板的受力性能,对3块GFRP-混凝土组合连续板进行了静载试验.3块组合板分别通过环氧树脂胶或剪力栓钉与下部型钢支座连接.试验结果表明:所有组合板的最终破坏形态均表现为加载垫块处局部冲剪破坏;中支座处和边支座处没有出现荷载重分布现象,组合板表现出良好的空间受力性能及变形协调能力.然后,基于塑性极限理论,提出了一种GFRP-混凝土组合板极限承载力计算方法.预测值与试验值的比较结果表明,所提方法可以有效地预测GFRP-混凝土组合板的极限承载力.

双向锚贴型钢-混凝土组合加固空心板桥技术应用研究

以温州大桥引桥加固工程为例,针对装配式空心板桥部分铰缝损伤引起的单板受力问题,提出了双向锚贴型钢-混凝土组合加固的方案。设计在损伤较为严重的空心板底部跨铰缝锚贴U型钢混组合纵梁,并在U型钢混组合纵梁的首尾与跨中处锚贴矩形钢混组合横梁,形成纵横双向的加固体系设计方案,并建立了加固前后的全桥有限元实体模型,对加固设计方案的有效性进行了分析和试验验证。最后,将所提加固方案与常规锚贴型钢-混凝土组合加固进行了综合对比,结果表明:双向锚贴型钢-混凝土组合加固效果良好,加固后空心板桥板间传力得到了有效恢复。

界面优化下的GFRP-混凝土组合桥面板静力性能试验研究

为推广GFRP-混凝土组合桥面板的工程应用,在GFRP-混凝土组合板界面抗剪试验研究的基础上,选取黏砂连接和环氧树脂湿黏结2种连接界面,将前期研究的GFRP-混凝土组合桥面板的连接界面进行重新优化设计,制作10块试件进行静力试验,并将试验结果与前期研究结果进行对比分析.研究结果表明:界面重新优化设计的组合板试件,在试验加载过程中能够满足平截面假定,具有良好的整体工作性能,具有较高的承载力和良好的变形恢复能力;试件的破坏虽然为脆性破坏,但是在破坏前构件的变形较大,有一定预兆,具有较高的强度安全储备.

型钢-混凝土组合加固技术在空心板桥中的应用

装配式空心板桥由于铰缝损伤而出现"单板受力"问题,为增强梁板间的横向连接,提出型钢-混凝土组合加固技术,以寿昌江二号桥(装配式预应力钢筋混凝土简支空心板桥)为背景,简述该技术在该桥中的应用。型钢-混凝土组合加固是在沿梁底铰缝两侧设置剪力键,纵向锚贴U形钢板,并在U形钢板和铰缝间灌注高强自密实灌浆料。为检验加固效果,对该桥第2跨进行加固前、后的静载试验。结果表明:加固后该桥跨中应变平均降低20%,挠度平均降低25%以上,桥梁的刚度有所提升;加固后1号板的横向分布系数增大,1号与2号梁板间的铰缝损伤得到修复。实践证明,型钢-混凝土组合加固技术可增强主梁间的横向联系,能有效解决"单板受力"问题。

钢-UHPC组合连续桥面板足尺模型试验研究与理论分析

富龙西江特大桥为广东省佛山市在建的一座组合斜拉桥,该桥主跨580m。主梁采用钢-UHPC轻型组合梁,由钢箱梁和钢-超高性能混凝土(UHPC)组合桥面板构成。钢-UHPC组合桥面板受到钢箱梁横隔板的支承,作为多跨连续板承担车轮荷载等局部作用。因此,为研究该新型桥面板的受力性能,开展了2个钢-UHPC组合连续板的足尺模型试验。试验结果表明:试件均发生延性的弯曲破坏,中支座变截面处为负弯矩区的危险截面;随着三个塑性铰先后出现在危险截面和两个跨中截面,连续板发生了显著的内力重分布;弯矩重分布呈现出两阶段特征,两试件的重分布系数分别达到27%和44%;正负弯矩区均满足平截面假定,荷载达到峰值时试件全宽进入塑性状态。根据上述试验现象,提出钢-UHPC组合板抗弯承载力的计算公式,其准确性得到了该文和文献试验结果的验证。

考虑荷载分布的多跨连续钢-再生混凝土组合板长期性能研究

为量化再生粗骨料掺入对多跨连续钢-混凝土组合板长期性能的影响,基于ABAQUS软件建立组合板的非线性热力耦合有限元模型,模型考虑非均匀收缩、非均匀徐变以及混凝土开裂的耦合影响;利用18组足尺试验数据验证模型的可靠性,并对现有规范方法的适用性进行评述;在此基础上,研究不同荷载分布下再生粗骨料取代率对五跨连续组合板长期性能(挠度及支座弯矩)的影响。研究结果表明:基于龄期调整的有效模量法,通过设置温度梯度模拟组合板中混凝土的非均匀收缩、非均匀徐变特性,可有效预测钢-再生混凝土组合板的长期性能,试件跨中挠度的有限元与试验结果最大相差20.3%;掺入再生粗骨料对多跨连续组合板长期性能的影响显著,且不同荷载分布下的影响规律相似,取代率为50%和100%时,组合板在均布荷载作用下的跨中挠度分别增加22.1%和45.0%,支座负弯矩分别增大5.3%和10.8%;与均布荷载作用相比,考虑非均布荷载的钢-再生混凝土组合板长期挠度和支座负弯矩均有所增大,幅值在10%以内。

钢板混凝土组合连续板抗弯承载性能

为研究钢板混凝土组合连续板的抗弯承载能力及破坏模式,对2块不同抗剪连接程度的钢板混凝土组合连续板进行了抗弯承载力试验和数值模拟分析.首先,对钢板混凝土组合连续板进行了四点对称加载的抗弯破坏性试验;然后,采用有限元软件ABAQUS对加载全过程进行数值模拟,分析了混凝土板厚度、底钢板厚度等参数对组合连续板的抗弯承载性能影响.结果表明:钢板混凝土组合连续板首先在中支座负弯矩区产生裂缝,然后在跨内发生弯剪破坏;钢板与混凝土界面的抗剪连接程度从100%减小到66.7%,连续组合板的极限荷载降低42.1%,但其变形延性性能略有增加;增加混凝土板厚度和底钢板厚度能不同程度地增大组合连续板的抗弯极限承载力.

方钢管混凝土柱-外环板式组合梁节点抗连续性倒塌性能分析

以中柱失效工况下的方钢管混凝土柱-外环板式组合梁节点为研究对象,采用ABAQUS分析其抗连续性倒塌全过程工作机理,计算荷载-位移曲线、节点破坏形态等,分析了楼板在组合节点连续性倒塌过程中的作用,并对影响组合节点抗连续性倒塌性能关键参数进行分析。结果表明:该类组合节点倒塌大致分为弹性阶段、弹塑性阶段、拱效应阶段、塑性阶段、混合机制阶段、悬链线效应阶段。楼板的拱效应可提升节点初期承载力,同时钢筋的拉结作用可以增强节点悬链线效应,但拉结作用的发挥与抗剪连接件有关,因此在设计施工中应重视楼板与钢梁连接的设计,确保其连接可靠,并更好地利用楼板的拱效应与悬链线效应。通过参数分析可知,增加钢梁强度与钢梁翼缘、腹板的厚度可以显著提高组合节点抗连续性倒塌性能。楼板混凝土强度的增加仅提高节点倒塌初期的承载力。

一种连续混凝土空心板式道路

针对传统道路修筑方式的缺陷，提出一种新型的道路结构体系—连续砼空心板式道路。阐述了其设计原理、施工方法，对其技术经济和社会效益进行分析，供以后道路体系研究参考。

钢板-轻骨料混凝土空心组合板弯曲刚度计算方法研究

钢板-轻骨料混凝土组合板是由底部平钢板和上部轻骨料混凝土通过开孔钢板穿入空心钢管焊接而成的新型组合板形式,具有良好的受力性能和广泛的应用前景。为了研究钢板-轻骨料混凝土空心组合板的弯曲刚度和变形计算方法,对5块钢板-轻骨料混凝土空心组合板试件进行两点对称集中加载静力试验研究,得到该空心组合板在静力作用下的跨中弯矩-挠度试验曲线。考虑到空心组合板的受力性能及构造特点,提出基于钢筋混凝土受弯构件弯曲刚度计算理论的组合板弯曲刚度简化计算方法,并用该简化计算方法对试验试件在不同荷载水平下的变形进行计算。计算结果表明,采用该简化计算方法得到的变形计算结果与试验结果吻合较好。

预应力混凝土空心板先简支后连续梁设计

通过结合桥梁设计实例,对该桥梁上部结构采用先简支后结构连续形式,设计中采取先简支后连续的双支座结构以及设置墩顶负弯矩钢筋等一系列可行的设计措施。从本工程实施效果表明,该桥梁运营期间一切正常,表明结构设计的合理性,为同类工程提供参考实例。

组合楼板连续板不同受火工况的有限元分析

采用有限元法对组合楼板连续板在火灾下的结构响应进行模拟,研究了组合楼板三跨连续板在3种不同受火工况下的变形特征、裂纹产生和内力变化规律;分析了负筋长度对连续板火灾行为的影响.结果表明：连续板为超静定结构,受拉钢筋处于低温区,能充分利用其强度,抗火性能优于简支板;连续板的火灾行为与受火工况密切相关;从变形角度看,中跨受火时,耐火性能最好;中、边两邻跨同时受火时,耐火性能最差;支座反力随火灾温度的变化,反映了结构内力的重新分布规律;复杂受火条件下的结构响应一般不能由相应的简单受火条件下结构响应的叠加得到;负筋截断处为塑性铰最容易出现的位置;负筋长度影响楼板的变形形态和变形过程,但对最终挠度影响不大;为提高抗火性能建议负筋长度取为板跨的1/2-2/3.

圆钢管混凝土柱-钢筋桁架组合梁节点抗连续倒塌机制及参数分析

为研究钢筋桁架组合梁对钢管混凝土结构抗连续倒塌性能的影响,采用ABAQUS建立圆钢管混凝土柱-钢筋桁架组合梁节点数值模型,分析中柱失效工况下该类节点的破坏机理和抗力计算曲线,以及钢筋桁架高度、混凝土强度、钢筋强度等主要参数对组合节点抗连续倒塌能力的影响。结果表明:相比钢管混凝土柱-RC组合梁节点,钢筋桁架组合梁节点的梁机制和悬链线机制峰值承载力分别提高了12.5%和10%;因钢筋桁架在下弦钢筋屈服后上弦钢筋仍可以提供拉力,使得钢梁下翼缘断裂后承载力可以继续提高,表现出良好的抗连续倒塌能力;钢筋桁架高度和钢筋桁架钢筋强度主要对节点梁机制峰值承载力与极限承载力提升较显著,对悬链线机制峰值承载力影响较小,楼板混凝土强度对节点各阶段的承载力影响较小,并且会降低节点延性;综合对比分析不同参数下节点的抗力指标和位移延性指标发现,增加钢筋桁架高度和钢筋强度对节点的抗连续倒塌极限承载力具有有利影响,在工程设计和应用中应予以考虑。

组合空腹板架结构的连续化分析

根据钢-混凝土组合空腹板架的构造特点,提出了此结构的连续化分析方法.采用具有三个广义位移的非经典平板理论,并考虑上下表层抗弯刚度,将组合空腹板架结构连续化为具有三层构造的夹层板.得到了拟夹层板的连续化分析的相关微分方程,并推导了矩形平面周边简支条件下高阶微分组的解,得到组合空腹板架结构在均布面荷载作用下的位移、应变、弯矩、剪力的表达式.

6孔预应力混凝土变截面空心板连续弯桥设计简介

详细介绍了６孔预应力混凝土变截面空心板连续弯桥的设计计算方法、主要计算成果、上部构造的跨径组合、构造尺寸、预应力和非预应力钢筋的数量、横梁钢筋和支座钢筋网的布设等。

轻质材料组合单元填充的预应力混凝土现浇梁板结构施工技术

河南省濮阳市体育馆工程中的网球馆44 m×24 m,采用了"由轻质材料组合单元填充的预应力混凝土现浇空心板"结构技术,解决了轻质问题,节约了钢筋、混凝土,降低了结构厚度,具有很好的经济实用性。

不同连接程度GFRP-混凝土桥面板力学性能试验研究

提出了一种简便的改进GFRP-混凝土组合板连接程度并进一步改进组合板延性的方法,即通过砾石覆盖率来改变GFRP-混凝土界面的黏结强度,并利用界面黏结失效前后组合板连接机理的变化来改变组合板的弯曲刚度,进一步改变组合板的延性.通过5片足尺T形GFRP-混凝土组合板四点弯曲试验研究了不同连接程度下组合板受力性能的差异.试验中,重点关注了变形、板端滑移、应变分布、破坏模式等力学参量.试验结果表明,尽管无黏结T形GFRP板与混凝土的界面光滑,但GFRP板与混凝土间已表现出部分组合作用.砾石覆盖率的变化可以改变组合板的连接程度、破坏模式、极限荷载及其延性.合理的砾石覆盖率可以使组合板在板端出现滑移前具有很好的抗弯刚度,在出现板端滑移后仍具有较好的变形能力,并且不会显著降低组合板的极限荷载.最后,通过理论方法对组合板的开裂荷载和抗剪承载力进行了计算分析.研究结果表明,理论值与试验值吻合较好.

不同组合梁类型对钢管混凝土框架抗连续倒塌承载力影响分析

不同的组合梁构造形式对钢管混凝土框架的抗连续倒塌性能有着显著的影响。参考某实际工程选取一典型2层2跨平面框架,选取钢筋混凝土组合梁、预制空心带肋叠合组合梁以及压型钢板组合梁三种组合梁形式,通过采用Pushdown分析法研究不同类型组合梁对钢管混凝土框架结构抗连续倒塌性能的影响。基于有限元软件ABAQUS,采用精细单元法建立钢管混凝土平面框架进行数值分析,研究其倒塌全过程工作机理,计算荷载-位移曲线、钢梁截面内力。结果表明:三种组合梁框架结构的倒塌破坏都经历弹性阶段、弹塑性阶段、压拱阶段、塑性阶段、混合阶段及悬链线阶段;三种类型的组合梁对组合框架的初始刚度都有明显提高;三种类型组合梁都能延缓塑性铰发生破坏并且对框架结构倒塌过程中各阶段极限承载力都有大幅提升。