接触爆炸下波纹钢⁃混凝土板复合结构水下防爆效果评价

为探究不同波纹钢⁃混凝土板复合结构的水下抗爆防护效果,采用有限元⁃光滑粒子流体动力学耦合算法(FEM⁃SPH)建立水下多介质耦合爆炸模型;设计不同波纹钢⁃混凝土板复合结构防护方案,探究不同复合结构防护层(含3,6,9,12 mm厚波纹钢复合结构、含30°,45°,60°,75°波纹钢复合结构和含10,30,50,70 mm波高波纹钢复合结构)的水下削波吸能效果,并提出耗能分担率对复合结构进行防护效果评价。研究结果表明:混凝土板迎爆面与背爆面的模拟结果与试验结果较为吻合,验证了水下接触爆炸模拟过程;不同复合结构防护方案下,含12 mm厚波纹钢复合结构、含75°波纹钢复合结构和含70 mm波高波纹钢复合结构防护方案较无防护方案测点峰值压力最大降幅为63.2%,60%和57.9%,最大防护率分别为63.2%,60.0%和57.9%,耗能分担率为69.48%,66.26%和63.51%;最优型式(厚度为12 mm/夹角为75°/波高为70 mm)复合结构的削波吸能效果及防护效果均显著优于单一因素影响下的复合结构。研究成果可为不同波纹钢⁃混凝土板复合结构在水下抗爆防护领域的应用提供理论基础。

不同波纹钢-混凝土板复合结构水下抗爆机理及损伤等级预测

为探究不同波纹钢-混凝土板复合结构的水下抗爆机理,采用光滑粒子流体动力学与有限单元(FEM-SPH)耦合方法模拟混凝土板在水下接触爆炸下的损伤过程,并与试验结果对比,以验证数值方法的有效性;采用FEMSPH方法探究不同防护方案下墙面板毁伤过程及失效模式,揭示其水下防爆机理,并构建出墙面板损伤等级预测曲线。研究结果表明:模拟结果与试验结果较为吻合,验证了模拟方法的有效性;在含12 mm厚波纹钢的复合结构(T-12)、含75°夹角的波纹钢复合结构(A-75)和含厚70 mm波纹钢的复合结构(WH-70)三种防护方案下,墙面板的毁伤范围较未加固墙面板最大降幅分别为83.0%、81.6%和82.5%;预测曲线可以直观评估出炸药量和复合结构中波纹钢波高变化对墙面板损伤等级的影响。

贵州两渡水湘江大桥主桥设计关键技术

贵州两渡水湘江大桥主桥为(72+120+72)m波形腹板钢槽组合梁大跨变截面连续刚构桥。针对传统波形钢腹板组合箱梁桥底板混凝土结构自重仍然偏大、底板易开裂、下翼缘混凝土与波形钢腹板易脱离等问题,该桥主梁采用自重轻、底板抗裂能力强的波形腹板钢槽组合梁结构。主梁顶板宽20.25 m,单箱双室变截面。为解决组合梁根部钢底板受力复杂、抗压稳定性差的难题,在负弯矩区组合梁钢底板上设置混凝土层,形成顶、底板双重组合结构。为提高混凝土桥面板和钢主梁之间的抗剪承载力、有效防止桥面板横向角隅弯矩导致的竖向掀起问题,剪力连接件采用开孔钢板的双PBL键。主梁墩顶0号块采用全混凝土结构,钢-混结合段采用后承压式构造。主梁横隔板采用实腹式和桁架式两种结构形式,在提高结构抗畸变和抗扭转能力的同时,大幅降低了工程用钢量。主墩采用壁厚1.8 m的双肢实体薄壁墩。结构整体和局部计算分析表明,桥梁具有较好的安全性和适应性。

波形钢腹板工字钢-混凝土结合板梁桥设计参数分析

为明确波形钢腹板工字钢-混凝土结合板梁桥关键设计参数的合理取值范围,以3×30 m波形钢腹板结合梁桥通用图为研究对象,建立波形钢腹板工字钢-混凝土结合板梁有限元模型进行参数敏感性分析。研究翼缘板宽厚比、波形钢腹板高厚比、横隔板间距及钢梁高跨比等对结构受力性能的影响,并给出关键设计参数合理取值建议。结果表明:波形钢腹板工字钢梁跨中处受压上翼缘板宽厚比小于23、支点处下翼缘板宽厚比小于19时可满足结构稳定性要求;跨中处波形钢腹板高厚比不宜大于265,支点处腹板厚度由抗剪需求控制;波形钢腹板横向刚度大于平钢板,横隔板间距可放宽至支点处翼缘板宽度的35倍;波形钢腹板工字钢结合板梁桥的钢梁高跨比可取1/28~1/18,经济合理高跨比约为1/25。

波形板混凝土组合墙抗震性能的有限元分析

基于国家大力推进新农村建设的需要和顺应国家着力发展装配式建筑的趋势,提出了一种新型双层波形板-混凝土组合墙,考虑波形钢板不同组合类型,采用ABAQUS对该新型组合墙的抗震性能进行研究分析。结果表明空腔暗柱是影响组合墙抗震性能的重要因素。空腔暗柱大,组合墙的水平承载力和抗侧刚度提高,而耗能能力减弱。

波纹钢腹板预应力混凝土叠合板的抗弯性能试验研究

提出一种新型的预应力混凝土叠合板——波纹钢腹板预应力混凝土叠合板(PCCW板),通过对7块跨度为2700mm的PCCW板进行单向均布加载试验,研究了PCCW板的抗弯刚度、抗弯承载力、抗裂性能、钢与混凝土协同工作的整体受力性能。试验结果表明:PCCW板的抗弯承载力和抗弯刚度均较高,完全能满足施工阶段的要求。通过参数比较分析,发现波纹钢腹板厚度、上部混凝土翼缘高度、波纹腹板开孔均对PCCW板的抗弯性能有影响。

压型钢板-混凝土组合板的应用研究

探讨了压型钢板-混凝土组合板的发展概况及发展趋势.在介绍工程应用实例的基础上,提出了压型钢板-混凝土组合板实际应用中应注意的问题,以供借鉴及推广应用.

波纹钢-橡胶混凝土组合板界面抗剪行为试验研究

制作7组波纹钢-橡胶混凝土组合板试件开展推出试验,对比分析混凝土种类、栓钉连接件参数(直径、高度、间距)和螺栓连接件对组合板界面剪切滑移特性和抗剪承载力的影响。研究结果表明:橡胶混凝土与波纹钢板组合能够发挥其阻裂和延性优势,界面抗剪承载力与普通混凝土相当(相差仅4%);为防止栓钉发生构造破坏,保证界面连接可靠,栓钉最小间距应设置为8.5倍的栓钉直径,栓钉高度应与波形尺寸匹配;受围焊强度和波纹板受力薄弱区的影响,栓钉连接件比螺栓连接件难以发挥其材料强度;各国规范在计算此类组合板栓钉承载力时存在偏差,应进一步开展设计理论研究。

波纹腹板预应力U型钢-混凝土组合梁高温性能参数研究

为探索不同参数对波纹腹板预应力U型钢-混凝土组合梁的抗火性能的影响,建立了该类组合梁在高温下的热-力耦合模型,研究了上部混凝土板板宽、板厚及波纹钢腹板波高、波角和平直段长度等几何参数对组合梁抗火性能的影响。结果表明:组合梁高温下的临界状态为形成塑性铰的强度破坏。混凝土板宽度越大,板厚越高,形成的不均匀温度场越明显,削弱了压应力集中现象,提升了组合梁的高温承载力。波纹钢腹板剪弯段承担了主要的剪力,波高越小腹板混凝土的吸热作用越弱,临界状态下钢腹板屈曲变形越明显;波角过大高温下钢腹板抵抗平面外变形能力越强,但会降低下翼缘钢板高温下的利用率;平直段长度对腹板混凝土吸热作用及钢腹板抵抗平面外变形能力影响不明显。高温后预应力拉索发挥主要抗弯作用,预应力比越大,组合梁抗弯刚度越大,高温下组合梁达到的变形限值越小,但对临界温度的影响不明显。