工艺孔对大截面部分包覆钢-混凝土组合梁受弯性能影响的试验研究

为了研究工艺孔对大截面部分包覆钢-混凝土组合梁(大截面PEC梁)受弯性能的影响,对5根不同构造的大截面PEC梁进行了静力试验,研究了两点加载下主次梁腹板开洞方式对大截面PEC梁试件受弯性能、延性、破坏模式等的影响规律。结果表明:静力荷载作用下,各个试件均表现出良好的延性,腹部开孔对试件承载力和截面刚度有一定的削弱作用。型钢主钢件的应变与混凝土的应变沿截面高度方向均大致呈线性变化,符合平截面假定。按《部分包覆钢-混凝土组合结构技术规程》(T/CECS 719—2020)计算得到的开工艺孔的大截面PEC梁抗弯承载力与试验值误差较小,受尺寸效应影响不大,所采用计算公式安全可靠。

型钢混凝土T形梁纯扭及弯扭性能试验研究

为研究型钢混凝土T形梁在纯扭和弯扭作用下的受力性能,以翼缘宽度、型钢含钢率、配箍率、翼缘纵筋直径及弯扭比为变化参数,设计并完成12根型钢混凝土T形梁的纯扭、弯扭静载试验。观察了试件的破坏过程,获取了试件的扭矩-扭率全过程曲线、开裂扭矩和极限扭矩等特征参数,深入分析了纯扭、弯扭作用下不同变化参数对型钢混凝土T形梁抗扭性能的影响规律,揭示了其抗扭破坏机理。结果表明:T形截面梁和矩形截面梁的破坏形态基本一致,其中钢筋混凝土梁呈现为脆性破坏,型钢混凝土梁呈现为延性破坏;T形试件翼缘、型钢和混凝土之间存在相互约束作用,翼缘和型钢大幅增强了试件的抗扭强度和延性;试件翼缘的最优高宽比为2.33;随着型钢含钢率的增大,试件的抗扭强度和延性呈增大趋势,平均提升幅度分别为30.99%、101.14%;试件的极限扭矩随着弯扭比的增大而增大,平均提高了7.86%。最后,提出了型钢混凝土T形梁的开裂扭矩和极限扭矩计算方法,所得计算结果与试验结果吻合良好。

剪力滞对CFRP板-钢梁加固界面应力的影响

为了分析工字钢梁弯曲变形产生的剪力滞效应对黏结层法向应力和切应力的影响,基于虚功原理的能量变分法建立考虑剪力滞的碳纤维增强复合材料(CFRP)加固梁黏结应力计算理论方程.通过与试验和有限元数值模拟结果的对比,验证了理论方程的正确性.开展不同弯矩作用下的工字型钢梁黏结层界面切应力和法向应力参数分析.结果表明,剪力滞引起的翼缘板纵向位移沿横向3次抛物线分布的假定是合理的.剪力滞效应对CFRP加固工字钢梁弯曲变形下的端部界面应力影响不可忽略,影响程度随着截面弯矩和翼缘板宽度的增加而增大.

箱形截面钢-混凝土组合连梁的抗震性能

对一种箱形截面钢-混凝土组合连梁展开研究,通过有限元模拟和理论分析对其屈服模式、抗震性能进行了深入探索。对不同参数取值下组合连梁的屈服模式进行对比分析,基于组合连梁长度与屈服承载力的关系,给出屈服模式的判定准则,研究了不同参数对组合连梁屈服模式的影响规律。结果表明:减小截面高度、钢腹板高厚比、钢材屈服强度、混凝土强度,增大剪跨比、钢翼缘宽厚比、截面高宽比等措施均使耗能梁段更容易弯曲屈服。轴向受压时,弯曲屈服型构件的延性普遍优于剪切屈服型构件;轴向受拉时,剪切屈服型构件的延性优于弯曲屈服型构件。剪切屈服型构件的弹性段刚度、屈服荷载、极限荷载以及能量耗散系数普遍大于弯曲屈服型构件。

公铁混合布置大跨度斜拉桥主梁断面形式研究--以赣江公铁大桥西支主桥设计为例

以赣江公铁两用大桥西支主桥设计为例,研究一种适应上层8车道公路、下层对称双线铁路+4车道公路混合布置的主梁断面形式。提出带挑臂双索面箱桁组合断面、带挑臂单索面箱桁组合断面、矩形箱桁组合断面、矩形钢桁梁断面4种主梁断面方案,采用有限元软件分析各方案静动力性能及受力特点,综合考虑方案构造特点、技术指标、工程数量、公铁运营安全、景观效果等,确定该桥选用带挑臂双索面箱桁组合断面。该桥斜拉索最大索力16000 kN,锚固在下层钢箱梁两侧,通过有限元实体分析对锚拉板和钢锚箱式两种索梁锚固形式进行比选研究,钢锚箱形式受力合理、应力水平低、经济性好,设计采用钢锚箱形式。带挑臂双索面箱桁组合断面桥面空间布置合理、下层公铁行车干扰小、梁端竖向变形最小、经济性好,是一种适应公铁混合布置大跨度斜拉桥主梁断面形式。

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。

基于实桥测试的大跨径混合梁钢梁-混凝土梁结合段传力机理

为研究大跨径混合梁钢梁-混凝土梁结合段的传力性能和纵桥向应力传递路径,以韩庄运河特大桥为工程背景,通过实桥测试与数值模拟相结合的方式,分析主梁钢梁-混凝土梁结合段应力分布与传递规律。对钢板和混凝土进行应变监测,获取其应力分布与传递规律;采用软件ABAQUS建立钢梁-混凝土梁结合段精细化有限元计算模型,对比分析实桥数据与计算模型分析结果。结果表明:在钢梁-混凝土梁结合段应力从承压板传递到混凝土梁的过程中,随距承压板距离的增大,应力逐渐减小,混凝土梁段应力最小;承压板的最大应力出现在预应力锚固处,越接近承压板中心和承压板边缘,应力越小;承压板顶部整体应力在吊装阶段较大,底部应力在张拉阶段较大,现场采集数据与有限元模型应力传递规律一致。

大断面工字形钢板梁智能制造施工技术研究

为了提升大断面工字形钢板梁施工的效率与质量,本文通过介绍工程概况、大断面工字形钢板梁的智能制造技术、翼板矫正方法、施工机械的选择与布设策略,以及结构预拼装流程,分析了这些技术和方法在实际施工中的应用效果。研究结果表明,智能制造施工技术能够显著提高大断面工字形钢板梁的施工效率,降低施工成本,并提升结构的质量和稳定性,为相关工程领域的技术创新与实践提供了有益的参考。

钢混组合梁截面形式优化研究

组合梁桥是指采用剪力连接件将抗拉性能好的钢材构件与抗压性能好的钢筋混凝土结构结合成组合截面工作的一种复合式结构。近年来,随着组合梁技术的不断发展,其使用范围已扩展到连续梁桥、拱桥和斜拉桥等多种复杂体系。组合梁中的钢梁部分也由早先单一的钢板梁拓宽到钢箱梁、钢槽梁和钢桁梁,组合梁的截面形式也由工字形发展到箱型、倒梯形甚至三角形[1]。当主梁截面采用多根单梁组成多箱室截面时,不同的截面形式造成单梁之间横向联系方式和混凝土桥面板施工方法大不相同。本文研究同等跨径、同等宽度条件下某省两条高速公路主线桥钢混组合梁截面形式由钢箱梁优化为钢槽梁后各方面性能指标,为今后的项目建设提供依据和参考.

带双曲变截面梁的异形钢结构屋盖参数化建模方法研究

本文以某项目带双曲变截面梁的异形钢结构屋盖为例,分别阐述了Revit软件和Grasshopper插件创建双曲变截面梁的建模机理,并借助工程案例,验证了Grasshopper程序进行快速建模的可行性。结果表明,通过Grasshopper程序拾取三维线型模型进行分段,并以输入角点坐标的形式创建2种截面形状尺寸后,将梁截面曲线分别垂直放置于分段后的3组线段上,利用放样命令和布尔差集命令能够快速、批量地生成异形钢结构屋盖模型,大幅提升建模效率,节约了大量的模型修改时间,具备较高的实用性。

新型变截面导梁设计研究

导梁是桥梁顶推过程中增大顶推跨度、减小主梁悬臂长度的重要措施之一,以一座202m跨径的钢拱桥顶推导梁施工设计为例,详细分析了新型变截面导梁设计参数的选取、导梁截面的优化及导梁的整体模型与局部模型验算。经验算,在最不利工况下,导梁各杆件最大应力为263MPa,局部验算最大Mises应力为270MPa,均满足设计强度要求,各杆件刚度和稳定性均满足设计要求。在满足施工要求的前提下,最大限度降低导梁自重,节约成本,具有明显经济效益,可为同类施工提供参考经验。

非对称翼缘H型钢组合梁设计的若干关键因素

非对称翼缘H型钢组合梁是一种优化的组合梁形式,可以提高组合梁的截面抗弯效率,减小工程量,降低碳排量。对非对称翼缘H型钢组合梁的最优截面解析解、截面抗弯效率的影响因素、承载力有效性以及抗弯刚度进行研究。根据荷载分布情况可以确定组合梁施工阶段与使用阶段抗弯承载力比值的限值,由此可以得到满足限值的上翼缘厚度百分比区间,此区间内的抗弯承载力最大值点即为设计控制点。根据上述成果提出了全新的非对称翼缘H型钢组合梁截面设计策略。结合实际工程,对组合梁的经济性进行验证,结果表明,非对称翼缘H型钢组合梁的经济效益显著。

市政大跨径简支钢混组合梁桥总体设计

针对城市高架桥梁跨越横向道路常用的简支60 m大跨径槽型钢混组合梁桥,对横断面梁片数布置、不同施工方案、降低桥面板收缩徐变措施进行分析.结果表明:(1)少主梁设计相较于多主梁设计经济性更好,但跨中上翼缘板厚会增加较多.(2)设置2个临时支墩,基本可实现钢筋混凝土共同承担一期恒载的效果.(3)与少支架施工相比,整体吊装虽方便施工,但大大提高了钢材的用钢量.(4)无支架施工时,预制桥面板在90 d的存放龄期下,频遇组合可降低混凝土桥面板30%的轴向拉力.

大跨度公路及公铁两用钢桁梁桥大节段制造关键技术探讨

本文针对钢桁梁大节段的几种典型结构形式,从超长U肋压型、双节间杆件制作、特殊部位焊接、大节段精度控制等特点出发,制定合理可行的制造工艺,通过设计切实可行的胎架,采用合理的组装、焊接工艺,有效保证钢桁梁大节段的制造精度。

型钢混凝土梁柱节点施工技术及质量控制

型钢混凝土组合结构是在型钢外围包裹一层钢筋混凝土,这样的组合使得结构有了比传统钢筋混凝土结构更大的承载力、刚度和抗震性,并且也优于钢结构的防火及稳定性。型钢混凝土结构凭借着强度高、延性好,以及防火和耐腐蚀性能好的优势在高层及超高层建筑中已广泛应用。论文分析了型钢混凝土结构梁柱节点施工过程技术及质量控制难点及要点,结合项目实例,分析介绍传统的4种梁柱连接节点构造做法,并对传统做法进行优化组合,对优化后的施工及过程控制要点进行分析总结,在提升工程质量的同时提高施工效率,为同类型结构的工程施工提供指导作用。

装配式变电站钢框架梁截面选型与优化研究

钢框架结构已取代钢筋混凝土框架结构成为装配式变电站配电装置楼的主要结构型式。不同于钢筋混凝土结构,钢结构设计标准未对钢框架梁高跨比做出明确规定,其截面选型依赖于设计人员经验和多次试算,选型不当易造成用钢量浪费。文章通过对钢框架结构简化模型静力分析和理论推演,得到最优梁柱线刚度比和梁临界高跨比,并结合变电站实际案例分析,从而推导出适合变电站的钢框架梁推荐高跨比,为变电站钢框架梁截面选型和优化提供依据。

异形钢箱梁异形块梁底支座反力研究

文章以某市政立交桥改造项目中的某联异形钢箱梁桥为例,研究了异形端支座反力与支座处横梁截面形式的关系。文章首先对该项目及其所采用的异形钢箱梁进行了概述,其次采用Midas Civil软件进行有限元建模,并对其进行支座反力计算,发现其异形端支座反力受横梁截面形式的影响较大,且当横梁采用箱型截面时,支座反力分布情况与其他截面形式存在显著区别。因此,进一步对支座反力与横梁截面的关系进行深入研究,最终确定箱型截面为最优横梁建模截面形式。

龙潭长江大桥南北引桥钢混组合梁设计与施工研究

龙潭长江大桥南北引桥具有管线多、地面交通系统复杂、跨径布置控制因素多以及布墩位置条件受限等特点,经综合比选,采用结构简单、受力合理且施工便捷的钢混组合梁方案:30~60 m跨径采用等截面钢混组合梁,78~91 m跨径采用变截面钢混组合梁。主要从结构力学性能、安全性、经济性和施工便捷性等方面,分析、比选标准跨径和大跨径钢混组合梁的设计与施工方案。选用钢混组合梁时以标准化、工厂化、规模化、装配化作为设计理念,可提高生产效率和结构可靠性,减少高空作业风险,易于控制工程质量。项目中首次大规模将多主梁的槽形截面钢混组合梁应用于长江大桥,可为后续钢混组合梁设计与施工提供参考。

预制装配式型钢部分外包混凝土梁受剪性能试验研究

提出了一种部分预制部分外包装配式组合梁,为研究其受剪性能,设计了5根预制装配式型钢部分外包混凝土(PPEC)梁和1根整浇部分外包混凝土(PEC)梁。观察了PPEC梁在竖向荷载作用下的剪切破坏特点并绘制了荷载-跨中挠度曲线,分析了混凝土强度等级、剪跨比和浇筑方式对受剪承载力的影响。试验结果表明:PPEC梁截面形式与构造基本可行,破坏形式均为剪压破坏。混凝土强度越高,PPEC梁受剪承载力越高;随剪跨比增大,PPEC梁受剪承载力降低;PPEC梁受剪承载力略小于整浇PEC梁。

深基坑支撑拆除及梁与板结构换撑施工技术

该项目原设计采用后浇带处型钢梁换撑+外墙与围护结构间混凝土板换撑的做法,存在后浇带钢材暴露锈蚀、泥水渗流的质量隐患,以及主塔结构工期严重不足的问题,通过在温度后浇带处采用跳仓法,板撑替换型钢梁撑及外墙与围护结构间钢筋混凝土梁撑替换板撑的做法,研究深基坑支撑拆除及梁与板结构换撑施工技术,解决深基坑支撑结构拆除对施工的不利影响,确保基坑及周边建筑安全稳定,有效避免后浇带渗漏及钢材锈蚀,优化防水及回填施工工序,整体加快施工进度,提高工程质量。