基于梁格法的大边跨钢混混合梁有限元分析

为探明大边跨钢混混合梁受力特点及变形性能,以在建孙口黄河特大桥为研究对象,采用桥梁专用有限元分析软件Midas/Civil2019,在整桥单梁模型分析的基础上,考虑横隔板、加劲肋实际布置,构建了大边跨钢箱梁空间梁格法计算模型,得到了钢箱梁各构件的应力分布、变形规律和支座反力,并与单梁模型计算结果进行对比分析。结果表明:梁格模型的组合应力、剪应力、挠度和支反力与单梁模型规律相同,但极值均有所提高。在此类桥梁设计时,建议采用梁格法模型代替单梁模型。

开孔钢板加劲的矩形钢管钢纤维高强混凝土柱轴压试验研究

为探明加劲肋类型、开孔钢板（PBL）开孔间距、钢纤维体积掺量、混凝土强度等级等对矩形钢管钢纤维高强混凝土（SFRHC）柱轴压破坏模式的影响规律,对10根柱进行了轴压性能试验,得到了其荷载-压缩变形曲线、位移延性系数、耗能指标和破坏模式。研究结果表明：与PBL加劲试件相比,钢板加劲试件和未加劲试件的位移延性系数分别降低11.9%和10.4%,耗能指标分别降低8.3%和5.6%, PBL加劲肋能有效加强钢管与核心混凝土的组合作用。掺入体积率为0.8%钢纤维的PBL加劲试件,其位移延性系数和耗能指标分别提高12.5%和42.3%,钢纤维体积率为0.8%-1.2%时,试件位移延性系数和耗能指标明显提高。加劲SFRHC柱为肋间管壁局部外鼓破坏,PBL加劲柱的破坏位置均位于PBL开孔处,未加劲SFRHC柱为管壁外鼓破坏,对应钢板屈曲处核心混凝土表现为压碎破坏,钢纤维被整体拔出;加劲SFRHC柱沿高度方向破坏位置明显下移,钢板加劲肋和PBL加劲肋均能有效分担轴向荷载。

连续梁边跨混合梁结合部力学性能有限元分析

为研究连续梁边跨混合梁钢混结合部的受力性能,以在建G342孙口黄河公路特大桥钢混结合部为研究背景,在整桥受力有限元分析的基础上,考虑PBL连接件、焊钉连接和预应力布置等,采用通用有限元软件ABAQUS构建了钢混结合部局部有限元分析模型,开展了其受力性能分析。结果表明,钢混结合部总体设计合理,能满足钢材与混凝土间的传力需求。钢箱梁和PBL连接件整体应力水平较低,钢箱梁底板受力最不利,钢承压板和PBL连接件为最主要的传力构件。钢混结合部混凝土主压应力和主拉应力极值分别为34.85MPa和2.5 MPa,满足规范规程要求。

钢纤维混凝土焊钉-橡胶连接件受剪承载力试验研究

为建立钢-混凝土组合结构桥梁使用的钢纤维混凝土(SFRC)焊钉-橡胶连接件受剪承载力设计计算方法,设计并制作了18组54个SFRC焊钉-橡胶连接件,通过单调加载与循环加载推出试验,研究了混凝土强度、焊钉直径、钢纤维体积掺量、橡胶套筒高度及厚度、加载模式等对其受剪承载力的影响规律。基于准牛顿法进行非线性拟合,提出了SFRC焊钉-橡胶连接件受剪承载力计算式。研究结果表明:焊钉-橡胶连接件受剪承载力随SFRC强度增大而增加,且增速呈变缓趋势;受剪承载力与焊钉杆截面面积大致呈线性增加关系,而随着橡胶套筒相对截面面积的增大而降低;钢纤维体积掺量不大于0.8%时,其对受剪承载力提升显著,随后增速变缓;加载模式对受剪承载力及破坏模式的影响不大;橡胶套筒可有效降低焊钉抗剪刚度并显著提高其变形性能。所提SFRC焊钉-橡胶连接件受剪承载力计算式可适用于SFRC强度等级CF30~CF60、焊钉直径13~25 mm、钢纤维体积掺量0~1.6%、橡胶套筒厚度不超过焊钉直径的1/2.6的SFRC焊钉-橡胶连接件设计。