等厚超薄T型肋钢-混组合桥面板力学性能研究

为研究等厚超薄T型肋钢-混凝土组合桥面板应用在桥梁负弯矩区段的受力性能,进行了足尺模型静力试验,测试了负弯矩作用下桥面板破坏全过程的变形、应变、混凝土裂缝、极限承载力等。研究结果表明:该新型钢-混凝土组合桥面板负弯矩受力呈典型弯曲破坏模式,受载符合平截面假定,板重量和负弯矩承载能力是常规钢-混凝土组合桥面板的约72%和1.36倍。在试验结果的基础上,建立了等厚超薄T型肋钢-混凝土组合桥面板的负弯矩承载能力实用计算公式,试算对比表明该公式具有工程适用性。

T型加劲肋钢顶板-纤维混凝土组合桥面板的抗弯承载力

为研究考虑T型加劲肋贡献的组合桥面板抗弯承载力,采用经试验验证的有限元模型开展关键参数分析,主要影响参数包括纤维混凝土层厚度、纤维混凝土强度、钢顶板厚度、钢板强度和钢筋直径。结果表明:正弯矩抗弯承载力随纤维混凝土板厚度、纤维混凝土强度、钢顶板厚度和钢板强度的增加而提高;负弯矩抗弯承载力随钢顶板厚度、钢筋直径和钢板强度的提高呈线性增长趋势,但不随纤维混凝土强度增加而提升。基于组合桥面板的受力特性与破坏模式对其正负弯矩区的抗弯承载力公式进行研究,提出考虑T肋贡献修正系数的组合桥面板正弯矩区抗弯承载力修正计算公式,并推导出考虑T肋参与受力的组合桥面板负弯矩区抗弯承载力计算公式,均具有较好的计算精度。

T型加劲肋钢顶板-纤维混凝土组合桥面板疲劳性能分析

为研究T型加劲肋钢顶板-纤维混凝土组合桥面板疲劳性能,以某座T型加劲肋钢顶板-纤维混凝土组合桥面板体系的连续钢箱梁桥为研究对象,进行局部足尺模型的疲劳性能试验,并建立有限元模型。在验证有限元模型正确的基础上,通过有限元模型计算,确定组合桥面板疲劳细节最不利位置,并对比各疲劳细节最不利位置刚度、热点应力以及应力集中系数,分析混凝土桥面板和栓钉布置形式对组合桥面板疲劳性能的影响。研究结果表明:通过局部足尺模型试验的实测数据,验证了有限元模拟方法的相对误差均不超过10%,具有较好的精度;与无混凝土板的纯钢T型加劲肋钢桥面板试件模型相比,铺设混凝土组合桥面板试件的整体刚度更高,并且大幅降低了各疲劳细节的热点应力;采用“错焊”栓钉布置形式,可以有效降低钢顶板与T肋的双面角焊缝处应力集中系数,最大减幅接近20%,建议在实际工程中应避免将桥面板栓钉“正焊”于T肋上方。

T型加劲肋钢顶板-纤维混凝土组合桥面板力学性能研究

针对钢桥面柔性铺装病害频发的问题,提出采用纤维混凝土替代部分沥青柔性铺装,通过有限元分析软件MSC.Marc建立T型加劲肋钢顶板-纤维混凝土组合桥面板实体有限元分析模型,选取纤维混凝土厚度、钢顶板厚度、T肋翼缘板厚度及横隔板间距4个参数进行力学性能分析。研究表明:纤维混凝土层的厚度及T肋翼缘板厚度的改变对组合桥面板的刚度影响显著;纤维混凝土层和钢顶板的厚度变化均对其影响较大,随着纤维混凝土及钢顶板厚度的增加,界面剪应力明显下降;增大横隔板间距对各力学指标的影响不太明显;在30m跨径下的T型加劲肋钢顶板-纤维混凝土组合桥面各构造参数的合理范围如下:纤维混凝土层厚度宜为80mm、钢顶板厚度宜为14mm;T肋厚度宜为10mm、横隔板间距应取1.5m。

单侧火灾下预应力混凝土多梁肋T型结构翘曲分析

为研究火灾下预应力混凝土多梁肋T型结构翘曲形态,建立了梁肋单侧火灾下预应力混凝土多梁肋T型结构的火灾模型,给出了翘曲计算方法,采用ANSYS分析了梁肋单侧火灾下预应力混凝土多梁肋T型结构翘曲规律。研究结果表明:边肋外侧受火时,边肋在四分点的横桥向凸翘显著,沿纵桥向翘曲呈W型,桥面板呈单侧翼缘板翘曲或双侧翼缘板翘曲形态;边中肋间受火时,梁肋横桥向翘曲呈V型,翘曲值大;中肋间受火时,梁肋横桥向翘曲呈倒W型,桥面板形成受火区鼓包形态;所得结论可为预应力混凝土多梁肋T型结构火灾后评估提供科学依据。

T型外部补强箱型节点加劲肋长度的确定

为研究T型加劲肋长度对箱型节点性能的影响规律并确定合理的加劲肋长度,对T型外部补强箱型柱—工字梁节点进行弹塑性分析.采用ANSYS有限元方法,分析了T型外部补强节点应力发展趋势,进行了加劲肋长度对箱形柱—工字梁节点性能影响的参数分析,根据节点的设计标准确定了T型外部补强节点合理的加劲肋长度.研究结果表明:采用T型加劲肋时,塑性铰外移到梁翼缘与加劲肋连接端部,节点初始刚度和极限承载力有很大的提高;节点的弯矩传递路径由梁翼缘中部逐渐向梁两侧的加劲肋传递,并通过加劲肋有一部分弯矩传递给柱,从而节点变形大大减小.增大加劲肋长度有利于梁端弯矩通过加劲肋向柱腹板传递,但加劲肋过长时,柱腹板承担过多的应力,梁柱翼缘连接处容易局部屈服,最终确定当加劲肋长度取腹板对角线与梁翼缘夹角在10°～15°时为合理的加劲肋长度.

钢箱梁T型纵肋加劲制造方法

利用焊接型H型钢(HA)的制造原理,将T型纵肋加劲设计成H型部件。根据图纸要求用数控等离子切割机对所用钢板进行下料(翼板可直接通过拉条得到,而腹板还需沿纵向中心线每隔2m锁点切割),将下料好的翼板和腹板零件用特定组立机进行组装,再用船位小车焊进行焊接,待H型部件冷却后用翼缘矫正机进行矫正,最后切开锁点得到T型纵肋加劲。

T型外补强箱型空间节点滞回性能研究

为研究T型外补强箱型梁柱空间节点的承载性能和变形能力,选取不同参数的箱型柱截面宽度、工字梁翼缘宽度,截面高度、T型加劲肋翼缘宽度及腹板长度进行工况设计和参数分析,采用ABAQUS有限元分析软件建立数值模型,在梁端施加低周往复荷载进行受力性能模拟分析。研究结果表明:T型外补强箱型梁柱空间节点的滞回曲线均为饱满的梭形;随着T型加劲肋翼缘宽度、腹板长度的增加,节点延性提高70%左右,对节点延性影响最大;整体试件延性系数μ>4.0、等效黏滞阻尼比he>0.2,均满足抗震要求;加大T型加劲肋翼缘宽度、腹板长度可以有效的提高箱型梁柱节点承载性能和变形能力。T型外补强箱型梁柱空间节点具有较好的延性、耗能能力及抗震性能,建议在多层钢结构工程中广泛应用。

起重机加筋翼缘板的局部屈曲数值仿真分析

针对起重机柔性肋加筋翼缘板的局部屈曲失稳问题,以承受单向轴压的四边简支加筋矩形板为分析对象,采用有限元数值方法,研究加筋板在文献[1]的约束方法下,长宽比β、抗弯刚度比γ、面积比δ对屈曲系数k的影响。将得到的结果与Timoshenko能量法进行对比,验证了有限元数值仿真法的正确性。对比研究截面积相同但纵向构型不同的加筋肋在相同配筋方式下对简支矩形板的加强作用。结果表明:当长宽比β=1.67时,T型肋加筋板屈曲系数比矩形肋加筋板屈曲系数大54.8%;角型肋加筋板比矩形肋加筋板大32%。