预应力钢-混凝土连续组合梁抗弯性能试验

为研究预应力钢-混凝土连续组合梁的抗弯性能和内力重分布情况,设计了7根简支组合梁、3根连续组合梁以及1根连续纯钢梁进行抗弯性能试验。试验结果表明:预应力连续组合梁抗弯性能良好,对负弯矩区的混凝土翼板施加预应力能明显提高组合梁的截面刚度,减缓连续组合梁的开裂,同时也降低了截面滑移;预应力筋内力增量与荷载、挠度均呈现较好的线性关系。     

负弯矩作用下预应力组合梁的抗弯承载能力研究

为了对预应力加固老化病害混凝土的修复效果进行评价,研究了预应力施加于连续组合梁的负弯矩区的抗弯性能,完成了4根预应力组合梁在反向跨中集中加载下的静载试验。探讨了不同剪力连接程度对预应力组合梁受力性能的影响,分析了梁的荷载-跨中挠度特征,同时建立了弹性和极限承载能力计算式。研究结果表明,完全剪力连接的组合梁的抗弯刚度和承载力大于部分剪力连接组合梁,但刚度和承载力与剪力连接程度并不成正比例关系。通过承载能力计算值与实测值比较,发现两者误差在10%以内,满足工程精度要求。     

粘结滑移对组合梁斜拉桥受力变形特性分析

以某斜拉桥实际工程为例,根据组合梁剪力钉的构造细节,通过引入剪力钉粘结滑移本构关系来考虑界面滑移的影响,据此建立有限元仿真模型,对钢—混凝土组合梁斜拉桥在恒活载作用下的受力变形特性进行详细研究。研究表明:剪力钉的抗剪刚度对组合梁的应力、位移和极限承载能力均有一定的影响,因此在设计组合梁斜拉桥时,需要确保剪力连接件的抗剪刚度。     

混凝土受拉状态下组合梁中栓钉连接件的性能研究

组合梁中,栓钉连接件主要用于传递钢梁与混凝土板交界面的纵向剪力。目前,国内外对栓钉承载力、荷载滑移关系以及栓钉刚度的研究多集中于混凝土受压状态下,而且规定了测定栓钉性能的试验方法,但对于混凝土受拉状态下栓钉性能的研究较少,也没有统一的试验方法。为此,利用大型有限元分析软件ABAQUS来模拟反向推出试验,重点分析了混凝土强度、栓钉直径、配筋率等参数对混凝土受拉状态下栓钉性能的影响。结果表明,混凝土受拉状态下栓钉的极限承载力由混凝土的破坏控制;栓钉的极限承载力、剪切刚度随混凝土强度及栓钉直径的增大而提高,而配筋率的变化对其影响较小;混凝土受拉状态下栓钉承载力和剪切刚度明显低于混凝土受压时;对于13~19的栓钉连接件,混凝土强度等级小于C50时,剪切刚度在150 kN/mm~250 kN/mm之间。最后,通过对比得出,此模型分析的栓钉承载力与现行规范吻合较好。     

不平衡弯矩下板柱节点受弯性能参数研究

为了研究板柱节点在不平衡弯矩下的弹塑性性能,采用有限元软件ＡＢＡＱUＳ对弯曲破坏控制 下板柱节点的受力性能进行了数值模拟,通过与试验结果的比对,验证了有限元模型的有效性,并进一 步描述了混凝土顶板在水平荷载作用下的损伤演化过程。在此基础上,研究了板配筋率和竖向荷载对 板柱节点抗弯性能的影响,分析了加载过程中总不平衡弯矩与板底正弯矩和板顶负弯矩的相对关系。 结果表明:随着板配筋率的增大和竖向荷载的减小,板柱节点的抗弯承载力提高,节点区转动能力增强。     

预应力钢-混组合梁界面滑移性态试验研究

预应力组合梁作为一种新型的结构,其承载力影响因素众多.受外荷载时,预应力钢-混组合梁的混凝土翼板和钢梁不可能实现完全共同作用,交界面处会发生相对滑移,对其受力性能产生不利影响,因此有必要对预应力组合梁的界面滑移进行深入研究.根据预应力钢-混组合梁界面滑移的试验结果,分析了钢-混组合梁界面滑移的分布和发展规律,界面滑移随荷载的增大而增大,在组合梁的弹性工作阶段变化较慢,弹塑性阶段增加较快;相对滑移会导致钢和混凝土交界面上产生应变差.     

双箱钢—混凝土组合梁受力机理分析与试验研究

为探讨双箱钢—混凝土组合梁结构在静载作用下的作用机理及力学性能指标,对2根在不同加载方式下的组合梁试件进行了试验研究。通过测试跨中截面应变、相对滑移、纵向挠度、承载能力等参量来分析试件的荷载~应变曲线、荷载~滑移曲线、荷载~挠度曲线等力学性能指标。采用ANSYS有限元程序中的Solid65单元和Shell181单元来分别模拟组合梁中混凝土翼板和双箱钢梁,采用Combin14单元来模拟栓钉,进行FEM数值模拟分析。通过对比分析表明:其误差保持在16%以内,FEM模拟、挠度计算与试验结果吻合良好。     

预应力混凝土组合箱梁扭后抗弯性能分析

为研究预应力混凝土组合箱梁扭后的抗弯性能,进行了5根预应力组合梁的先扭后弯试验.试验在梁跨中对称荷载作用下进行,考虑试验梁受扭矩作用历史,并与完整组合梁的试验进行对比得到扭后预应力组合梁的极限抗弯承载力、跨中弯矩-挠度曲线及钢梁截面应变增长曲线,并提出了预应力组合梁扭后承载力计算公式.试验结果表明:预应力组合梁扭后承弯能力将会降低;受扭历史影响预应力组合梁的抗弯能力;预应力能够提高扭后预应力组合梁的抗弯能力.     

用七自由度单元对钢·混凝土组合梁考虑滑移及温度的应力分析

利用钢与混凝土的材料特性而形成的组合梁,按弹性理论计算的基本假定,均匀连接的组合梁,在端部无特殊约束的情况下,因钢与混凝土的相对温度引起的伸缩,会产生结合面间的相对滑移和连接件的温度应力,本文构造了钢·混凝土结合梁考虑滑移的七自由度单元,利用有限元法和解析法对外荷载和温差作用进行了计算,并将计算结果加以对比。     

简支组合梁长期变形下混凝土收缩模式研究

长期荷载作用下,钢-混凝土组合梁会因混凝土的收缩而产生附加变形,我国现行规范均未详细考虑这一附加变形对组合梁长期变形的影响。分析研究了国内外文献中有关混凝土收缩的计算理论,基于澳洲规范(AS3600-1988)建立了考虑混凝土收缩应变的组合梁附加挠度计算式,对实际工程中的2根典型组合梁进行了实际收缩效应的计算,利用有限差分模拟分析软件FLAC3D对组合梁在收缩效应下的变形进行了模拟计算,并对各项计算结果进行了分析比较。计算结果、FLAC3D数值模拟结果及实测数据的对比分析表明,该计算式的计算值与模拟值和实测值最为接近,可用于组合梁长期附加挠度的计算分析。     

基于细观力学全级配混凝土梁弯拉试验的数值模拟

在细观层次上将全级配混凝土梁的跨中区域看作是由硬化水泥砂浆,粗骨料及两者间的粘结带构成的三相复合材料,采用位移控制的加载有限元程序对全级配混凝土梁的弯拉实验进行了数值模拟。数值试验结果表明:(1)对于同样尺寸的试件来说,三级配和四级配梁计算所得的极限荷载和抗弯强度基本接近。(2)对于同样级配的试件来说,截面尺寸大的梁计算所得的极限荷载远高于较小尺寸的极限荷载。(3)其它参数一定的情况下,粘结带抗拉强度每提高12.5%,全级配混凝土梁的极限荷载和抗弯强度提高约10%。     

基于文克尔假定的土工格室加筋体受力分析

针对土工格室加筋体的受力变形特性,将格室体视为置于弹性地基上的梁,基于文克尔假定.建立考虑水平摩阻力影响的土工格室加筋体的挠曲变形微分方程,从而得到了土工格室加筋体在集中荷载和均布荷载共同作用下的挠曲变形幂级数半解析解.在此基础上,分析了格室体长度、格室体刚度、地基反力系数及筋土界面水平摩阻力等因素对格室体挠曲变形及内力的影响.结果表明.格室体的设置可有效地减小路基沉降,但也存在着尺寸效应;地基土体地基的反力系数对路基沉降有较大的影响,该系数越大路基沉降越小;筋土界面水平摩阻力对格室体的挠曲变形及弯矩有一定程度的削弱作用,在工程设计中值得考虑.     

两种距径比下微型组合抗滑桩物理模型试验

通过开展2种距径比下微型组合抗滑桩加固碎石土滑坡室内物理模型试验,分析微型组合抗滑桩的受力变形特点,研究距径比对微型组合抗滑桩整体抗滑性能的影响。试验结果表明①微型组合抗滑桩结构受力变形可分为3个阶段(无变形阶段—阶段—性破坏阶段);②桩顶位移超过总桩长的3.6%,微型组合抗滑桩就进入塑性破坏阶段;③桩顶连系梁有效约束了桩体位移,使得微型组合抗滑桩各排桩在位于滑面以上约l₂/8处(l₂为自由段长度)出现反弯点,且滑面以上l₂/5、以下l₁/10(l₁为嵌固段长度)范围内的桩身弯矩较大,且最大弯矩位于滑面以上l₂/20处;④距径比较小(即7.5)时,微型组合抗滑桩对桩间土体的“楔紧”作用较强,抗滑桩能承受更大的滑坡推力作用。     

波形钢腹板-预应力混凝土组合桥梁技术探讨

阐述了波形钢腹板代替平钢腹板PC箱梁的优点，较系统地回顾了波形钢腹板PC箱梁桥的研究和应用情况，主要包括波形钢腹板箱梁偏载作用下力学性能的研究、箱梁弯曲承栽能力的研究，钢腹板与顶底板混凝土抗剪连接形式的研究以及波形钢腹板稳定性研究。最后讨论了该组合梁值得进一步研究的问题。     

波形钢腹板—预应力混凝土组合桥梁技术探讨

阐述了波形钢腹板代替平钢腹板PC箱梁的优点,较系统地回顾了波形钢腹板PC箱梁桥的研究和应用情况,主要包括波形钢腹板箱梁偏载作用下力学性能的研究、箱梁弯曲承载能力的研究,钢腹板与顶底板混凝土抗剪连接形式的研究以及波形钢腹板稳定性研究。最后讨论了该组合梁值得进一步研究的问题。     

寒区预制混凝土衬砌梯形渠道弹性冻土地基梁模型

基于Winkler弹性地基梁理论及有限杆单元的思想,以单块预制板为研究对象构建其挠曲线微分方程并求解;在此基础上,考虑冻土-结构接触界面及预制板间填缝处的协调变形与相互作用,引入端部边界条件及板间连续性条件,同时砂浆填缝处弯矩为零,将多块预制板联系起来,构建预制混凝土衬砌梯形渠道弹性冻土地基梁模型。再由切向静力平衡条件导出切向控制方程并求解,最终获得衬砌板各截面法向冻胀位移与切向位移的解析表达式。以新疆北部某梯形渠道为例,对衬砌各截面法向冻胀位移、切向位移、接触面法向应力、切向冻结力及上表面应力进行计算。结果表明：本文模型计算的法向冻胀位移与观测值符合良好,与弹性支承法、杆系有限元法计算结果相比更接近观测值。上表面应力估算的易开裂范围与实地调查结果基本相符,表明了模型的合理性。由于存在不连续断面即砂浆填缝,衬砌板法向冻胀位移、接触面法向应力、截面弯矩和上表面应力均存在一定的起伏,出现正负交替现象。顶推力作用下坡板各截面均存在切向位移,且自坡脚向坡顶非线性减小,在坡顶达到最小值。