考虑局部屈曲加劲钢箱形构件极限承载力的纤维梁柱模型

大型桥梁加劲钢箱形构件的极限承载力会受到板件局部稳定性能的影响,而目前尚缺乏成熟的可直接计入局部屈曲的高效计算模型。归纳总结国内外钢构件计算方法对局部屈曲的处理方式,明确以有效应力法即采用板件(或加劲板)平均受压应力-应变曲线简化局部屈曲效应的研究思路。通过有限元程序ANSYS二次开发钢板拉压非对称本构模型,提出一种可直接计入局部屈曲的纤维梁柱模型。材料本构模型中受压应力-应变曲线通过小型的加劲板板壳模型得到,且全面考虑了焊接残余应力与几何缺陷。搜集已开展的钢箱梁、钢桥塔及钢拱肋的稳定性试验,采用提出的纤维梁柱模型、板壳模型与传统弹塑性梁柱模型进行分析,展示截面纤维划分策略,验证文中纤维梁柱模型的可靠性与高效性;通过设置不同的缺陷参数,探讨缺陷水平与局部屈曲对各个构件极限承载力的影响。研究表明,随着缺陷水平的严重,局部屈曲会显著降低极限承载力,提出的纤维梁柱单元模型能够有效地预测加劲钢箱形构件的极限承载力,具有较广泛的应用前景。

大跨度自锚式悬索桥半封闭箱型加劲梁抗风性能试验研究

文章以一拟建大跨度自锚式悬索桥为工程背景,通过ANSYS有限元分析和节段模型风洞试验,研究了半封闭箱型钢-UHPC组合加劲梁的抗风性能。研究结果表明,半封闭箱型钢-UHPC组合加劲梁在-3°、0°及3°风攻角下,颤振临界风速均大幅高于颤振检验风速,颤振稳定性满足规范要求,且安全储备较大。加劲梁在5°、3°和-3°风攻角下发生了超过规范允许幅值的竖向涡激共振,在3°风攻角下发生了超过规范允许幅值的扭转涡激共振。对原加劲梁进行气动外形改良后,竖向涡激共振和扭转涡激共振均消失,同时颤振稳定性也明显改善。

G3铜陵长江公铁大桥桥塔设计

G3铜陵长江公铁大桥主桥为主跨988 m斜拉-悬索协作体系桥。江北、江南侧桥塔塔高分别为228.5、222.5 m,结构尺寸大,受力复杂,考虑桥塔受力、施工便捷性及主缆与斜拉索面协调布置等,确定采用C60混凝土门形桥塔。桥塔由上、下塔柱和上、下横梁组成,塔柱和下横梁为单箱单室截面,上横梁为开口槽形截面,索塔锚固区采用钢锚梁+混凝土齿块组合的索塔锚固结构,桥塔顶部主索鞍局部承压区采用间接钢筋网片加强并预留索鞍预埋件的布置空间。设计过程采用BIM技术优化局部设计细节,钢锚梁及钢牛腿等钢结构和混凝土结构外表面均采用防腐涂装体系进行耐久性设计。采用MIDAS Civil软件对桥塔整体受力进行分析,并对槽形断面上横梁基于经典理论、规范验算、实体有限元模型论证其结构安全性;基于ANSYS板壳有限元模型,研究不同板厚下钢锚梁锚下加劲板剪应力集中系数,以指导钢锚梁加劲板设计。桥塔塔柱采用支架法和爬模法施工,上、下横梁均采用支架法与塔柱异步施工。

黏贴钢板加固持荷钢筋混凝土T型梁模型试验

为了研究锚固间距、持荷对黏贴钢板加固钢筋混凝土梁加固效果的影响,以8片钢筋混凝土T型梁实桥缩尺模型试验为基础,对不同锚固间距及有无初应力作用下,黏贴钢板加固钢筋混凝土T型梁的力学性能进行了系统的试验研究。试验结果表明:加固后梁的裂缝间距减小,数量增加,宽度减小;增加钢板用量和减小锚固间距均能有效提高开裂荷载和极限荷载,降低梁的挠度,但是构件的破坏形态将发生改变;初始荷载对梁后期挠度的发展影响不大,但使钢板应变滞后,梁的延性提高;锚固间距对梁的延性也有较大影响。

锚贴钢板加固钢筋混凝土梁受弯性能的试验研究

提出了一种锚贴钢板加固方法,通过2根采用锚贴钢板加固的钢筋混凝土梁(1根采用粘贴钢板加固的梁和1根对照梁)的受弯性能试验,分析了锚贴钢板加固梁的受力特点以及加固效果,并与粘贴钢板加固梁和对照梁进行了对比.试验研究结果表明,与粘贴钢板加固相比,锚贴钢板加固具有施工工艺简单、加固效果好,加固质量容易保证等优点,是一种新的有广泛工程应用前景的加固技术.

粘钢加固梁粘结锚固性能的试验研究及建议

通过对１６ 根外部粘钢加固钢筋混凝土梁正截面受弯和斜截面受剪的试验观察，分析研究了粘钢加固梁的破坏特征和粘结锚固性能，试验结果表明：仅具有足够的锚固长度，虽可以保证外贴钢板与构件的共同工作，发挥钢板的强度，但构件的延性较差，钢板与混凝土交接面易产生破坏，导致钢板脱落。由于钢板与构件间不仅存在着切向的剪应力，同时由于构件的弯曲作用，还存在着径向的正应力，因此在粘钢加固设计时，不仅要保证足够的锚固长度，尚应采取附加措施，避免在径向正应力的作用下产生破坏。

梁侧锚贴钢板加固钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

针对结构加固实践中,当梁底面有障碍物而无法进行加固时,本文提出了在梁侧面设锚栓固定钢板加固。通过对比试验研究,分析了钢板高度、锚栓间距、卸荷/非卸荷等因素对加固效果的影响规律。研究结果表明:锚贴钢板加固可显著提高梁的极限承载力,有效地减小构件的挠度,钢板能至始至终与梁协同工作,未发生剥离破坏;卸荷与非卸荷加固对加固效果基本无影响;建议加固钢板取梁高的1/2,锚栓间距以取200mm为宜。

贵黄高速阳宝山大桥超宽钢桁梁设计

贵黄高速阳宝山大桥主桥为单跨650 m钢桁梁悬索桥,桥面全宽36.6 m。通过对比分析山区建设条件下悬索桥不同梁型的优、缺点,加劲梁采用板桁结合钢桁梁,主桁中心桁高5.5 m,中心桁宽36 m,全桥共分为57个吊装节段;钢桁梁纵断面线形采用景观效果好、便于杆件制造的对称凸形圆曲线;根据剪力分布规律,主横桁腹杆采用对称W形布置;钢桥面板对接焊缝及下方纵梁均设置在轮迹横向分布频率最低的位置;销接式吊索锚板选择传力明确、便于焊接的外置式连接形式;结合该桥风洞试验研究结果,全桥布置3道永久下稳定板,跨中130 m范围布置临时上中央稳定板,以解决施工和成桥阶段加劲梁的颤振稳定性问题。

斜拉桥钢-混锚板式索梁锚固区摩擦效应分析

基于徐明高速公路某斜拉桥建立包含接触非线性的有限元模型,通过对摩擦因数的参数化分析,讨论复杂空间受力与多种剪力键共存的条件下钢-混锚板式索梁锚固区的摩擦效应。研究结果表明:摩擦效应成为区别于PBL键与剪力钉的传力途径;摩擦应力的分布与接触面压应力正相关;相对滑移初始集中在主动变形区域;摩擦效应对PBL键和剪力钉的受力影响从初始滑移区域沿变形传递路径逐渐累积,甚至会改变局部受力和相对滑移的方向;摩擦效应与摩擦因数呈现显著的非线性变化关系;其发挥依赖于一定的钢混变形能力和相对滑移趋势。

自锚式悬索桥有限元分析模型建立及静载试验分析

目的对某自锚式悬索桥进行对比研究,确定合理的有限元分析模型,为桥梁现场试验提供指导.方法对该自锚式悬索桥的钢箱加劲梁分别采用板单元、既考虑弯曲又考虑剪切变形的梁格单元以及只考虑弯曲变形的梁格单元建立3种有限元模型,在结构自重情况下将有限元模型的计算结果与实测结果进行对比,给出合理的有限元分析模型.结果在自重及静载试验情况下,板单元模型计算给出的顺桥向各吊杆应力值较均匀;两种梁模型给出的顺桥向各吊杆应力值相差较大,尤其是桥梁两端吊杆的应力明显小于其他吊杆的应力.静载试验中,吊杆中的最大应力值是873 MPa,符合规范要求;桥面与各吊杆连接点处的沉降值都是板单元模型最小,两种梁模型的较大,最大沉降量都为2.7～3.0 cm.结论采用板单元模型模拟钢箱加劲梁比采用梁单元模拟更合理.静载试验下,吊杆最大应力满足规范要求,结构安全.静载试验预测给出的桥面与各吊杆连接点处的沉降量可用于自锚式悬索桥的现场试验.

锚贴钢板加固钢筋混凝土梁受弯性能的试验研究

锚贴钢板是采用专用的异形铆钉将钢板锚贴在钢筋混凝土构件上的一种加固方法,通过4根采用锚贴钢板加固的钢筋混凝土梁、1根采用粘贴钢板加固的梁和1根未加固对照梁的受弯性能试验,分析了锚贴钢板加固梁正截面的受力特点以及加固效果,并与粘贴钢板加固梁和对照梁进行了对比,提出了锚贴钢板加固钢筋混凝土梁的受弯承载力计算方法的建议。试验研究结果表明,与粘贴钢板加固相比,锚贴钢板加固具有施工工艺简单、加固效果好,加固质量容易保证等优点,是一种新的有广泛工程应用前景的加固技术。

正交异性钢桥面板局部振动计算的组合板梁单元法

针对大跨度钢桥中采用梯形加劲肋的正交异性钢桥面板,提出一种计算钢桥面板局部振动的组合板梁单元法.其中顶板用平板壳单元分析,梯形加劲肋视为板梁单元,两者的位移模式根据板与肋的变形协调关系建立.组合板梁单元的刚度矩阵通过能量变分原理得到,利用各子单元的形函数可以求得组合板梁单元的一致质量矩阵与一致荷载列阵,进而得到相应的有限元动力平衡方程组.最后编制了组合板梁单元的有限元动力计算程序,将其前10阶自振频率与板壳有限元计算结果进行比较,验证了该方法的可行性与高效性.

L-CFST柱-钢梁中节点抗震性能试验和有限元分析

基于高层L形钢管混凝土组合异形柱(L-CFST柱)住宅结构体系,对两侧连接形式不同的中节点试件进行抗震性能研究.首先,对2个轴压比不同的足尺节点试件进行往复加载试验,对试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性系数、耗能能力及应变分布等进行对比分析.结果表明:试验的破坏主要发生在扩翼缘式端板连接处端板的鼓曲和拉裂,钢梁翼缘连接板圆弧过渡处的局部屈曲及开裂等,外肋环板式连接只出现了竖向肋板端部处钢梁翼缘连接板的轻微开裂.扩翼缘式端板连接与外肋环板式连接的刚度接近,但承载力相差较大.通过建立三维非线性有限元模型,并与试验结果进行对比分析,验证了有限元模型的准确性,并对影响扩翼缘式端板连接承载力的4种因素进行了参数化分析.

粘贴钢板加固混凝土梁的正截面承载力计算

本文利用弹塑性力学原理 ,对粘钢板加固梁的抗弯承载力进行了理论推导 ,建立了实用的理论计算公式 ,理论计算结果与试验数据符合较好。

舟山市小干二桥工程主桥设计

舟山市小干二桥工程主桥为双塔结合梁自锚式悬索桥,跨径布置为(150+370+150)m。主桥采用全飘浮体系,塔、梁之间设纵向阻尼器和横向抗风支座。主梁采用钢-混结合梁,全宽32.0m,梁高标准段为3.0m、锚固区加高至5.97m。主梁钢结构由主纵梁(闭口箱梁)、横梁、挑梁、小纵梁组成,其中钢横梁采用无加劲肋工字形断面;桥面板采用钢筋混凝土结构,厚度26.0cm;钢梁与桥面板之间通过剪力钉连接。2根主缆采用镀锌铝合金平行钢丝,矢跨比1/6。桥塔采用直立门架式,塔高100.0m,两塔柱横向中心距31.0m,塔柱采用矩形断面。桥塔设上横梁,采用预应力混凝土单箱单室结构。桥塔采用整体式基础,承台为哑铃式尖端形,下设20根ф2.5m钻孔灌注桩。边墩采用分离式墩,墩柱横向中心间距16.3m。边墩基础承台为矩形,下设12根ф1.8m钻孔灌注桩。

锚贴钢板和粘钢加固钢筋混凝土梁受剪性能的比较

锚贴钢板加固法是一种新型补强加固方法.本文通过对1根锚钢加固的钢筋混凝土梁和2根对比梁进行了受剪性能的试验研究.结果表明:锚贴钢板加固能够提高梁的抗剪承载力;改善梁的破坏形态;抑制梁斜裂缝的发展;且锚钢加固施工简单,施工质量容易得到保证.

粘钢加固混凝土梁疲劳性能的试验研究

通过对十根不同补强钢板厚度、不同混凝土强度等级的钢筋混凝土补强梁进行静力加载和等幅疲劳试验 ,研究分析了在疲劳荷载作用下钢筋混凝土粘钢加固梁的受力、疲劳性能和破坏形态 ,并针对实际工程中可能遇到的问题 。

两边连接竖向加劲钢板剪力墙滞回性能研究

两边连接竖向加劲式钢板剪力墙是一种新的结构形式,其优势很独特.运用ANSYS对跨高比L/H为0.5-1.5的75组单片墙的滞回性能进行参数化分析,详细归纳总结了滞回性能几个主要指标（滞回曲线、骨架曲线、能量耗散系数、刚度衰减系数）随着跨高比、板厚、加劲肋效应的变化规律.分析结果表明：跨高比越大滞回曲线捏缩效应表现得越明显,板厚越小捏缩现象出现得越早;能量耗散系数绝大多数随着跨高比的增大呈现降低的趋势;同一跨高比构件刚度随着板厚的减小而降低,同一板厚的构件刚度随着跨高比的增大而增大;增强加劲肋对钢板墙耗能能力的提高有一定的贡献,对于提高钢板墙刚度的效果不明显.

埃塞俄比亚TENDAHO溢洪道闸墩及弧门支座加固设计

针对本工程溢洪道闸墩预应力锚杆发生断裂,导致弧门支座承载能力不足的请况,进行断裂原因分析。根据结构布置特点和工程施工状况,通过分析和计算,提出了取消原钢梁支座、增加钢筋混凝土牛腿作为弧门支座、在闸墩表面局部受拉扇形区设置钢板条替代受拉钢筋的加固处理方案。该加固处理方案解决了弧门支座承载能力不足的问题,研究成果对类似工程问题的处理有一定参考价值。

体外预应力加固板梁的试验研究

针对某铁路桥拆除的病害板梁,采用了锚固端使用钢锚座施工的体外预应力加固技术,介绍了加固过程。通过对加固前、加固后的静载试验、疲劳试验,分析证明了体外预应力加固法可以显著的提高板梁的承载能力,且板梁经加固后性能稳定,验证了利用体外预应力法对板梁进行加固的可靠性,为类似工程的加固提供了科学依据。