预应力混凝土箱形梁的温度变形分析

高速铁路桥梁中常采用预应力混凝土箱形结构梁，而温度变化是造成这种梁发生严重裂损的主要原因。因此，对预应力混凝土箱形梁进行温度变形分析具有现实意义。作者介绍了我国箱形梁的温度荷载与计算图式，并运用大型通用有限元软件ALGOR对某拟建高速铁路预应力混凝土箱形试验梁进行了温度变形分析。     

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-混凝土组合梁抗弯力学性能研究

在选择了合理的钢材和混凝土的本构关系模型的基础上,利用通用有限元软件ABAQUS,对钢箱-混凝土组合梁受弯构件荷载～变形关系曲线进行了计算,计算结果得到了实验结果的验证。在此基础上,对钢箱-混凝土组合梁荷载～变形关系进行了全过程分析。在本文研究结果的基础上,可利用ABAQUS对钢箱-混凝土组合梁工作机理进行较为深入的研究。本文的研究成果可为相关研究提供参考。     

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。     

带拉杆开口钢箱-部分填充混凝土组合梁受力性能研究

提出了带拉杆开口钢箱-部分填充混凝土组合梁的结构形式。通过试验研究、数值模拟与理论计算相结合的方法,分析了拉杆布置方式、拉杆间距、拉杆直径、隔板位置对受力性能的影响,并探讨了隔板和中和轴相对位置、上箱室腹板与混凝土界面滑移情况,获得了相关曲线。结果表明,带拉杆开口钢箱-部分填充混凝土组合梁具有良好的受力性能,拉杆能有效提高钢箱对混凝土的约束程度、防止钢箱发生局部屈曲、减小钢箱与混凝土界面的滑移,明显改善组合梁的抗弯能力和变形能力;隔板位置是此梁设计的关键,是影响抗弯承载力的主要因素。     

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。     

基于UIC标准的高速铁路31.5m钢-混结合梁设计

基于UIC标准对委内瑞拉北部平原高速铁路跨度Lp=31.5 m钢-混结合简支梁进行了构造设计,钢箱与混凝土桥面板的连接采用栓钉传剪器,应用ANSYS软件进行空间精细有限元计算,梁体的各项指标满足规范要求。     

体外索钢箱-混凝土组合梁力学性能研究

对一种新型的体外索钢箱-混凝土组合梁与普通的钢箱-混凝土组合梁进行对比试验,研究这两种钢箱-混凝土组合梁受力过程中的应变分布、界面滑移、刚度、极限强度等力学性能的差异。试验证实,体外索钢箱-混凝土组合梁比普通的钢箱-混凝土组合梁的刚度提高54.15%,极限强度提高27.72%。由于体外索的作用,减少了钢箱-混凝土组合梁的脆性破坏程度,提高了结构的强度与刚度,使钢箱-混凝土组合梁的应变分布和增长更为合理。因此,体外索钢箱-混凝土组合梁具有更好的力学性能。试验表明,截面应变沿宽度方向呈非线性分布,剪力滞效应随荷载的增加而变化,并不是常量。研究还发现,体外索应力与混凝土翼板最大压应变有密切的关系。在试验研究基础上,建立了截面非线性分析模型和体外索钢箱-混凝土组合梁极限强度计算公式,计算的极限强度与试验结果符合很好,这为体外索钢箱-混凝土组合梁极限强度的理论分析和工程实际应用提供了有意义的参考和研究途径。     

带拉杆PBL加劲型钢箱-混凝土组合梁抗弯性能研究

提出了带拉杆PBL加劲型钢箱-混凝土组合梁并分析了其优点,通过试验方法研究了该梁的抗弯性能,并用有限元软件模拟计算,将计算值与试验值进行对比分析。结果表明,拉杆和PBL加劲肋的设置能有效提高钢箱对混凝土的约束程度、防止钢箱发生局部屈曲、减小钢箱与混凝土脱空面积、有效阻止钢箱与混凝土接触面的滑移,明显改善了钢箱-混凝土组合梁的抗弯能力和变形能力。另外,用有限元软件拓展参数,分析了PBL加劲肋宽度与厚度、拉杆沿纵向间距与直径等4个关键参数对该梁抗弯能力的影响。结果发现,影响最显著的参数是PBL加劲肋宽度,其次为拉杆间距,PBL加劲肋厚度与拉杆直径影响不明显,可按构造确定。     

体外索钢箱-混凝土组合梁力学性能研究

对一种新型的体外索钢箱-混凝土组合梁与普通的钢箱-混凝土组合梁进行对比试验,研究这两种钢箱-混凝土组合梁受力过程中的应变分布、界面滑移、刚度、极限强度等力学性能的差异。试验证实,体外索钢箱-混凝土组合梁比普通的钢箱-混凝土组合梁的刚度提高54．15％,极限强度提高27．72％。由于体外索的作用,减少了钢箱-混凝土组合梁的脆性破坏程度,提高了结构的强度与刚度,使钢箱-混凝土组合梁的应变分布和增长更为合理。因此,体外索钢箱-混凝土组合梁具有更好的力学性能。试验表明,截面应变沿宽度方向呈非线性分布,剪力滞效应随荷载的增加而变化,并不是常量。研究还发现,体外索应力与混凝土翼板最大压应变有密切的关系。在试验研究基础上,建立了截面非线性分析模型和体外索钢箱-混凝土组合梁极限强度计算公式,计算的极限强度与试验结果符合很好,这为体外索钢箱-混凝土组合梁极限强度的理论分析和工程实际应用提供了有意义的参考和研究途径。     

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。     

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。     

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。     

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。     

高速铁路中承式钢箱混凝土系杆梁拱组合桥极限承载能力分析

采用有限元方法,结合高速铁路中某特大中承式钢箱混凝土系杆梁拱组合桥工程实际,建立了该组合体系桥梁的全桥有限元模型,进行了桥梁整体结构极限承载能力分析。分析过程中主要考虑了材料非线性、几何非线性、施工制造误差、荷载效应、钢与混凝土的组合效应等对桥梁极限承载能力的影响。研究结果表明,主拱肋、主纵梁及横梁固结形式的中承式钢箱混凝土系杆拱梁组合体系具有刚度大、承载能力高、美观经济等特点,在铁路尤其是高速铁路建设中具有良好的应用前景。所得结论对今后同类桥梁设计和分析具有指导意义。     

环境温度场对铁路钢-混组合桥梁列车走行性的影响

由于钢-混组合桥梁导热系数存在显著差异,环境温度场对钢-混组合桥梁的结构行为影响较大。对于高海拔地区的钢-混组合桥梁,环境温度效应可能影响列车行驶安全与舒适性。文章以藏区某铁路双线简支钢箱-混凝土组合梁桥为研究对象,通过固-热耦合数值仿真分析研究其环境温度场以及温致效应,并基于车-桥耦合振动分析理论,进行温致效应下的钢-混组合桥梁列车走行性数值仿真分析。研究结果表明：温度效应引起的轨道竖向变形比轨道横向变形更大,两侧轨道的横向变形差异较竖向变形差异更大;温度效应对车辆运行的安全性、组合梁的动力性能影响不大,对车辆运行的平稳性有一定影响。     

140m钢箱系杆拱桥施工变形观测与控制技术

结合汀泗桥140m钢箱系杆拱桥的施工监控实例,简要的介绍了高速铁路客运专线下钢箱系杆拱桥拼装与无砟轨道施工的变形控制,通过实测值与理论值的对比分析来指导施工,以期保证桥梁的实际受力符合设计受力状态,桥梁线型满足运营要求。     

设纵肋钢箱混凝土轴压短柱试验研究

为研究钢箱内填混凝土、含钢率以及钢箱内纵向加劲肋是否开孔等对钢箱混凝土轴压短柱力学性能的影响,进行了3个钢箱混凝土和1个钢箱轴压短柱的模型试验。试验结果表明：钢箱内填混凝土可有效提高试件的轴压刚度和承载力;纵肋可充分参与构件整体受力,其中纵肋开孔试件变形能力更强,延性更好。与设纵肋薄壁钢管混凝土短柱现有试验数据对比表明：随含钢率的提高,混凝土强度提高系数有所增大。建议设纵肋钢箱混凝土轴压短柱承载力可按叠加原理进行计算,其中钢箱截面积可计入纵肋的面积。     

法兰式钢箱拱桥拱脚固结创新设计研究

中小跨径钢箱拱桥的拱脚与混凝土拱座的固结方案是关系到拱桥建设成败的关键技术,本文提出一种法兰式钢箱拱脚固结结构,可广泛应用于钢箱拱桥、钢箱桁架拱桥和钢管混凝土拱桥等先铰接后固接拱桥的建设。该技术避免了通过拱圈焊接延长固结方案可能带来的施焊作业困难、焊接变形过大、焊接残余应力不可控及灼烧拱座混凝土影响耐久性的弊端。     

钢箱-混凝土组合梁承载能力的仿真模拟

对钢箱-混凝土组合梁的力学性能进行了有限元数值仿真模拟。计算结果表明,钢箱 -混凝土组合梁经合理设计能充分发挥钢和混凝土各自的力学性能优势,使其在受载时挠度减少约 1 /3,极大地提高梁的承载力,有较高的工程应用价值。