钢箱-混凝土组合梁弯曲性能试验研究

基于当前钢-混凝土组合结构和钢管(方)混凝土结构在用于梁类结构方面存在纵向滑移和受拉区混凝土增加了结构自重等问题,提出了钢箱-混凝土组合截面梁。并通过5根钢箱-混凝土组合梁及2根空钢箱对比梁的模型试验,研究其弯曲性能。试验研究表明:钢箱-混凝土组合梁具有良好的抗弯性能和延性,符合平截面假定,极限承载力提高显著,试验中测试还表明钢箱中的混凝土与钢箱在受弯过程中纵向有明显的相互剪切作用,有利于充分发挥钢与混凝土各自力学性能。     

钢箱-混凝土组合梁设计与应用

钢箱-混凝土组合梁是一种结合了叠合式组合梁与钢管混凝土特点的新型组合截面梁。文章阐述了钢箱-混凝土组合梁提出的背景和优势,综合介绍了钢箱-混凝土组合梁的研究现状与不足,详细介绍了钢箱-混凝土组合梁抗弯构件的尺寸拟定、应力、变形验算、承载力计算等的初步设计理论与计算公式。     

钢箱-混凝土组合梁初步设计与应用

钢箱-混凝土组合梁是一种结合了叠合式组合梁与钢管混凝土特点的新型组合截面梁。综合介绍该新型组合截面梁抗弯、抗剪、抗扭及局部屈曲等受力特性的理论与试验研究成果现状,同时指出在黏结滑移、收缩徐变等性能、连续梁内力重分布等方面的研究上的不足。基于研究成果,提出钢箱-混凝土组合梁抗弯构件的尺寸拟定、应力、变形验算、承载力计算等的初步设计理论与计算公式。介绍其在吊车梁中的应用与荷载试验情况。工程实践表明,通过合理设计,钢箱-混凝土组合梁完全能够应用于实际工程。     

钢箱-混凝土组合梁试验研究与承载能力计算

对钢箱-混凝土组合梁这一新的结构形式进行了试验研究,通过4个钢箱-混凝土组合梁和2个钢箱梁试件的试验,考察了试验梁破坏过程、弯矩-位移曲线、弯矩-应变曲线、截面应变分布等。试验结果表明,钢箱-混凝土组合梁具有较高的承载能力、刚度和良好的延性。考虑混凝土受钢箱约束的强度提高和钢箱顶板局部屈曲影响,提出了钢箱-混凝土组合梁抗弯承载能力计算公式,计算结果与试验结果吻合良好。     

超高性能混凝土翼板-窄幅钢箱组合梁双重组合作用试验与有限元分析北大核心CSCD

对于部分填充混凝土式窄幅钢箱连续组合梁裂缝控制问题,对3根混凝土翼板-部分充填混凝土式窄幅钢箱连续组合梁进行了静力加载试验。试验结果表明:组合梁负弯矩区承载性能得到明显改善,但翼板裂缝控制效果不明显。基于超高性能混凝土(UHPC)良好的裂缝控制能力提出将部分充填混凝土式窄幅钢箱连续组合梁翼板替换为UHPC翼板,形成UHPC翼板-部分充填混凝土式窄幅钢箱连续组合梁。采用ABAQUS有限元软件建立了5种组合梁的精细化模型,分析了组合梁全过程受力性能。结果表明,UHPC翼板-部分充填混凝土式窄幅钢箱组合梁的开裂弯矩与截面承载能力显著提高,各组合梁翼板与钢梁交界面间的滑移差距不大。考虑到经济因素,为提升组合梁负弯矩区截面的开裂弯矩,应适当增加UHPC的板长,减小板厚。     

RPC-NC组合截面梁的耐久性试验研究

为避免传统设计的钢筋混凝土梁截面耐久性不等和提高梁截面耐久性,提出了活性粉末混凝土-普通混凝土(RPC-NC)组合截面.通过28 d加速碳化试验,得到普通截面和组合截面碳化深度数据,证明RPC-NC组合截面具有很好的耐久性能.分析了组合截面的碳化特征,依此改进了RPC-NC组合截面的形式.     

钢箱-混凝土组合结构在吊车梁中的应用

结合具体工程实例，简要介绍了钢箱一混凝土组合结构的一些特点及优越性，通过静载试验，结合试验结果，重点分析了在吊车梁应用中的性能特征，对推进钢箱一混凝土组合结构在结构工程中的应用有一定参考价值。     

体外预应力钢箱—混凝土结合梁桥发展与应用

介绍了体外预应力钢箱—混凝土结合连续梁桥的定义和结构特点,阐述了体外预应力结合梁体系国内外研究历史,以及在国内外的实际工程中的应用,指出了体外预应力钢箱—混凝土结合连续梁桥的发展方向。     

体外索钢箱-混凝土组合连续梁非线性结构性能试验研究

钢箱-混凝土组合连续梁负弯矩区混凝土的开裂问题影响了这类组合结构向更大跨度的发展。针对这一问题,提出在钢箱-混凝土组合连续梁中施加体外索的新技术,研究施加体外索对增强钢箱-混凝土组合连续梁负弯矩区混凝土的抗裂能力,提高钢箱-混凝土组合连续梁弹塑性结构性能的有利作用。经对比试验表明,施加体外索后,钢箱-混凝土组合连续梁负弯矩区混凝土的开裂荷载提高2.8倍,组合连续梁的弹塑性抗弯刚度提高29.35%,承载力提高34.67%,结构性能显著提高。在试验研究基础上,分析钢箱-混凝土组合连续梁负弯矩区局部力学性能与整体非线性结构性能的关系,揭示体外索提高钢箱-混凝土组合连续梁弹塑性结构性能的力学实质,给出承载力计算建议。研究结果可作为体外索钢箱-混凝土组合连续梁工程应用和理论分析的参考。     

跨座式单轨群钉连接装配式钢-混组合轨道梁 等效刚度研究

为研究群钉连接装配式钢-混组合结构等效刚度,建立了有限元模型,对跨座单轨交通组合轨道梁的静动力特性进行了研究。预制混凝土板通过剪力群钉的方式与轨道梁下部钢箱进行组合装配,分别对装配之前的轨道梁钢箱和装配之后的钢-混组合轨道梁模态、等效竖弯刚度进行了分析。研究表明,混凝土板与钢箱装配后,组合轨道梁等效质量增大49%,等效竖弯刚度增大46%,竖弯模态固有频率折减3.7%,群钉连接方式能有效实现钢箱与混凝土板的组合。     

新型钢-混凝土组合梁截面的探讨

根据目前钢-混凝土组合梁在材料利用率及使用性能的缺陷,提出一种新型的组合梁结构。新型钢-混凝土组合梁采用钢管混凝土代替传统的钢筋混凝土板作为承压结构。理论分析表明,新型组合梁不但节省混凝土的用量,而且结构的承载力及延性都有较大提高。截面另一个特点是在钢箱中部设置中隔板,内填混凝土,这将有助于提高截面的抗剪刚度及稳定性。     

体外索钢箱——混凝土组合连续梁非线性结构性能试验研究

钢箱-混凝土组合连续梁负弯矩区混凝土的开裂问题影响了这类组合结构向更大跨度的发展。针对这一问题,提出在钢箱-混凝土组合连续梁中施加体外索的新技术,研究施加体外索对增强钢箱一混凝土组合连续梁负弯矩区混凝土的抗裂能力,提高钢箱-混凝土组合连续梁弹塑性结构性能的有利作用。经对比试验表明,施加体外索后,钢箱-混凝土组合连续梁负弯矩区混凝土的开裂荷载提高2．8倍,组合连续梁的弹塑性抗弯刚度提高29．35％,承载力提高34．67％,结构性能显著提高。在试验研究基础上,分析钢箱-混凝土组合连续梁负弯矩区局部力学性能与整体非线性结构性能的关系,揭示体外索提高钢箱-混凝土组合连续梁弹塑性结构性能的力学实质,给出承载力计算建议。研究结果可作为体外索钢箱-混凝土组合连续梁工程应用和理论分析的参考。     

火灾条件下混凝土箱梁梁端预应力衰变规律

针对火灾下混凝土梁桥截面损伤所导致的梁端预应力损失问题,研究了火灾高温传导模式和热传导混合边界条件,设定了预应力混凝土箱梁的火灾场景,给出了混凝土高温强度与刚度的衰减模型和烧损层计算方法;采用热力耦合计算方法和子模型分析方法计算了不同火灾场景中混凝土箱梁梁端区域钢束预应力时程变化曲线;通过工程实例分析了混凝土箱梁梁端截面不同钢束预应力的时变状态,揭示了火灾条件下混凝土箱梁梁端预应力衰变规律;通过曲线的最优与最差拟合及比较分析,提出了混凝土箱梁梁端预应力衰变计算公式。结果表明:处于箱梁梁端腹板上部的钢束预应力变化趋势受梁底部火灾面积的影响,梁底部受火面积较小时,随延火时间的增加逐渐增大,增加趋势平缓,梁底部受火面积增大时,随延火时间的增加平缓衰减;处于箱梁梁端腹板中部的钢束预应力随延火时间的增加始终呈减小趋势,处于腹板下部的钢束预应力随延火时间的增加下降幅度较大,延火至120 min时梁端钢束预应力的衰减终值介于常温下初值的94％~96％;提出的混凝土箱梁梁端预应力衰变计算公式简洁,可为类似预应力混凝土箱梁端部结构的抗火设计提供基础数据。     

Bending strength of concrete-filled narrow-width steel box girder

A new type of partially concrete filled steel box girder is proposed. The distance between the two webs is narrower than that of a conventional steel box girder, and concrete is filled inside the box girder at the intermediate supports of the continuous girder. Static bending loading tests were conducted with these new type girders, showing that the ultimate bending strength of the concrete filled steel box girder model was 40% larger than that of the steel box girder model. The ductility also increased about 8 times. The tests with the half concrete filled steel box girder model showed that the ultimate bending strength was 25% larger than the steel box girder model and the ductility was about 6.5 times larger. The half concrete filled steel box girder model without vertical stiffeners had the same ultimate bending strength of that of the girder with vertical stiffeners but the ductility was about half. The simple calculation method was developed using fibre models. The calculated results agreed with the test results and the calculation method has been verified.     

滕州解放大桥钢塔及钢箱梁制作关键技术

滕州解放大桥为独塔单索面斜拉桥,采用墩塔梁固结体系,桥塔为钢管混凝土结构,主跨采用扁平式钢箱梁,其余跨采用箱形混凝土梁。该桥采用"先梁后索"总体施工方案,在制作工艺上采用了合理分割技术,钢箱梁总拼与块体制作相结合,钢塔预拼装与节段制作相结合技术等关键技术;钢箱梁采用支架安装,钢塔采用两节段接高后吊装,很好地控制了施工质量,并应用400t履带吊等先进设备,搭设高90m脚手架施工平台保证了施工安全。     

负弯矩区部分充填混凝土对窄幅钢箱-混凝土组合梁受力性能影响试验研究

为了研究充填混凝土对窄幅钢箱-混凝土组合梁负弯矩区的荷载-挠度特征、截面应变分布、抗弯刚度、钢箱梁的约束机理以及承载能力的影响,对5根部分充填混凝土窄幅钢箱-混凝土简支组合梁试件和1根全充填混凝土试件进行了静力加载试验。试验结果表明：在负弯矩作用下,配筋率和剪力连接程度对窄幅钢箱-混凝土组合梁的受力性能影响显著,配筋率从1%增加到2%,承载力提高22%;剪力连接度从0.75增加到1.25,承载力提高13%。半充填和全充填混凝土对窄幅钢箱-混凝土组合梁试件的承载力和刚度影响很小。充填混凝土对钢箱梁的屈曲约束作用明显,所有试件最终破坏时均未发生内凹屈曲。由于充填混凝土有效地限制钢箱变形,从而提高了组合梁的承载力和结构的稳定性。基于简化塑性理论提出了部分充填混凝土窄幅钢箱-混凝土组合梁的承载力计算方法,且计算值与试验值吻合较好。     

波形钢腹板组合箱梁桥剪力滞效应研究

波形钢腹板组合箱梁由于其力学性能和经济性能比普通箱梁优越而正被广泛地使用,本文介绍了计算波形钢腹板组合箱梁桥剪力滞系数的能量变分法,用有限元分析软件ANSYS进行了波形钢腹板组合箱梁桥的建模,并采用能量变分法的结果加以验证。结果表明采用有限元法模拟波形钢腹板组合箱梁桥的剪力滞效应效果较好,分析了波形钢腹板组合箱梁桥横桥向和纵桥向剪力滞系数的变化规律。     

九堡大桥引桥组合梁焊钉受力性能研究

九堡大桥引桥为多跨连续组合箱梁桥,截面为开口梯形钢梁与混凝土桥面板组合形式,钢梁与混凝土板间设置了大量的圆柱体焊钉连接件,连接件受力形式与传统钢板梁组合桥不同。文中结合该工程,采用ANSYS有限元程序建立其空间实体模型,采用弹簧单元详细模拟了焊钉,计算了焊钉连接件的受力,分析了焊钉连接件的受力特点。结果表明:焊钉连接件不仅承受沿纵桥向的剪力,还承受沿横桥向的剪力及沿竖向的拉拔力,连接件所受的剪力和拉拔力在全桥范围分布规律复杂。     

钢桁腹预应力混凝土箱梁桥的设计应用

钢桁腹预应力混凝土箱梁桥是采用桁式钢腹杆代替混凝土箱梁中混凝土腹板而形成的一种新型组合结构桥梁。介绍了这种桥型的发展、应用、结构特点及节点构造,并举例介绍了国内第1座钢桁腹预应力混凝土连续箱梁桥的设计情况,供工程设计人员参考。