装配式混合连接钢-混凝土组合梁抗弯性能试验研究

为了实现小跨径钢-混凝土组合梁桥的快速装配化,在传统装配式钢-混凝土组合梁中引入胶结连接件。为了研究小跨径装配式混合连接钢-混凝土组合梁的力学性能及连接可靠性,设计并制作了2榀10 m跨径组合梁足尺试件,并进行了抗弯性能静力试验。通过对组合梁整体及界面的破坏模式观察,及加载过程中试件的承载力、下挠程度、界面滑移与应变值的测定,得到了荷载-挠度曲线、荷载-界面滑移曲线、应变沿截面高度分布曲线,分析了试件的抗弯承载力、刚度、界面滑移性能和平截面假定的符合性。结果表明,装配式混合连接组合梁具有较好的塑性变形能力,其刚度和强度均满足规范要求,具有较高的安全储备;钢梁与混凝土板连接界面的滑移很小,计算时可不考虑连接界面的滑移影响;在3倍工作荷载内跨中和1/4跨的截面应变符合平截面假定。最后,结合钢-混凝土组合桥梁设计规范(GB 50917—2013)与国外相关文献中的公式,给出了该装配式混合连接组合梁的抗弯承载力计算方法,并通过理论计算与试验结果的对比,验证了该计算方法的合理性。

连续曲线双箱钢-混组合梁弯扭性能试验研究

为研究连续曲线双箱钢-混组合梁的弯扭性能,以实际工程为背景,以曲线半径和横隔板连接方式为参数,设计了3根1∶10的缩尺模型,并对其进行静力加载试验,研究试验梁跨中截面的荷载-挠度曲线、横向挠度分布和钢梁与混凝土板间的相对滑移规律。结果表明,3根梁的破坏形式一致,均为弯扭破坏,负弯矩区在0.1P;(P;为极限荷载)时就会开裂;极限荷载时,试验梁跨中截面外侧挠度达内侧的1.37倍;试验梁的抗弯刚度和抗扭刚度均随着曲线半径的增大而提高,横隔板连接方式对其弯扭性能影响不大;混凝土板与钢梁结合面切向滑移随着曲线半径的增大而减小,横向栓接试验梁的滑移量小于横向焊接试验梁的;切向滑移量最大值出现在跨度的3/4处,径向滑移量最大值出现在中支点附近处。

在役简支钢箱梁桥承载力研究

为考察在役中等跨径钢箱梁桥的受力性能,以104国道绍兴高桥立交桥工程中D匝道钢箱梁桥为研究对象,采用幂函数模型对工业大气环境下钢箱梁的腐蚀率进行定量预测,利用MIDAS CIVIL 2013有限元软件建立考虑腐蚀损失的全桥三维有限元板壳模型,并对不同腐蚀年限的模型进行计算。基于计算结果,研究腐蚀对整桥刚度、强度、局部稳定以及动力特性的影响。结果表明:工业大气腐蚀作用会导致整桥竖向抗弯刚度降低,竖向挠度增大;桥梁关键部位应力增大,承载能力降低;桥梁竖向一阶振动频率减小。

胶结-簇钉混合连接件破坏机理及承载力试验研究

为研究基于胶结-簇钉混合连接的装配式钢-混凝土组合结构的受力性能,开展了8组共16个试件的推出试验,研究了胶结-簇钉混合连接件的破坏机理、滑移性能、受力次序和抗剪承载力,探讨了栓钉间距、直径和高度对混合连接件抗剪性能的影响。试验结果表明:混合连接件破坏时试件整体性完好,呈现延性破坏;胶结层先于簇钉承担剪力,胶结层的抗剪性能不可忽视;减小栓钉间距,可提高混合连接件的抗剪承载力,但不能改善其延性;在一定范围内增加栓钉的直径和高度,既可提高混合连接件的抗剪承载力又可改善其延性。其中,栓钉直径对混合连接件抗剪承载力和延性的影响最为显著。

钢-混凝土组合梁混合连接件的受剪性能试验研究

胶结-栓钉混合连接件是一种新型钢-混凝土组合梁的连接件,为研究设置有胶结-栓钉混合连接件的组合梁在静载作用下的受力性能,对3组共6个混合连接件进行推出试验,研究混合连接件的破坏机制、栓钉受力、胶结层受力及荷载-滑移性能,探讨了栓钉间距对混合连接件抗剪性能的影响。试验结果表明:胶结层和栓钉组成混合连接件联合抗剪,最终表现为延性破坏;减小栓钉间距,可提高混合连接件的抗剪承载力,但不能改善其滑移性能。

点蚀钢梁承载力试验与有限元分析

为研究点蚀对钢梁极限承载力的影响,采用机械加工的方法模拟点蚀锈坑,对6根点蚀钢梁进行极限承载力试验,并进行有限元分析。根据试验和有限元数据,分析极限承载力和钢梁应力与锈蚀程度的关系。结果表明,所采用的有限元法可以较好地模拟点蚀钢梁受力性能;钢梁极限承载力随点蚀体积损伤(DOPV)的增大而下降;蚀坑深度是影响钢梁极限承载力的关键因素。

双箱钢-混凝土连续曲线组合梁受力性能试验研究

为研究连续曲线组合梁桥在运营期的力学性能,以直埠南枢纽C匝道实际工程为背景,考虑横隔板连接方式和曲线半径的影响,设计了3根相较于实际案例缩尺比例为1∶10的连续曲线组合梁,进行4种运营工况下的静载试验,得到了试件在各工况下的荷载-挠度曲线、控制截面的应变沿梁高与横向的分布规律等。经对比研究发现:在4种运营工况下,对跨中挠度来说,荷载分布在外侧钢梁处为最不利工况;组合梁偏载系数约为1.30;曲线半径对曲线组合梁的受力性能有一定影响,横隔板的连接方式对其影响不大。

局部锈蚀影响下钢箱梁腹板剪切屈曲分析

为分析局部锈蚀钢箱梁腹板在纯剪荷载作用下的屈曲特性,对不同翼缘宽度、厚度、腹板宽高比和锈蚀体积损失(DOPV)影响下的腹板剪切屈曲强度进行了有限元计算,并基于工字钢梁腹板屈曲强度计算式,得到了钢箱梁腹板剪切屈曲系数计算式;提出了能衡量钢箱梁锈蚀腹板剩余强度的系数η,拟合了局部锈蚀钢箱梁腹板剪切屈曲强度的计算式。