脱空对钢管混凝土拱桥的影响分析

为了保持钢管混凝土复合材料的优越性,钢管和混凝土之间就需要紧密接触,但目前国内的钢管混凝土拱桥都出现了不同程度的脱空现象,严重影响了拱桥运营阶段的承载能力及稳定性。文章采用有限元分析方法对脱空状态下的钢管混凝土拱桥以及影响脱空的各种因素做具体分析,指出了脱空对拱桥线形、稳定性及动力特性的影响,为解决钢管混凝土脱空问题以及改善拱桥受力性能提供参考。     

脱空缺陷对长期荷载作用下圆钢管混凝土构件静力性能的影响研究

在钢管混凝土工程的现场检测中已有发现钢管和混凝土之间存在着脱空缺陷,目前关于脱空对于钢管混凝土结构在长期荷载作用下的力学性能的影响尚不明确,因此完成了带脱空缺陷的钢管混凝土构件在长期荷载作用下的变形测试和承载力试验。结果表明,脱空对构件的徐变性能以及长期荷载作用后的极限承载力均有影响,其影响程度和脱空率有关。研究结果可为钢管混凝土拱桥的检测和鉴定提供参考。     

脱空对钢管混凝土拱桥稳定性影响分析

为采用统一理论法模拟存在脱空情况的钢管混凝土拱桥的稳定性,利用脱粘折减系数Kt对统一理论法中钢管混凝土的套箍系数进行修正,模拟一钢管混凝土单拱肋的脱粘现象,并与双单元法的模拟结果进行对比,得出两种方法的模拟结果较为接近,不同脱空率的误差均在6.5%以内。脱空率对标准钢管混凝土拱桥稳定性的影响较大,脱空率从0增加到0.8,稳定系数降低了11.9%,但不影响失稳模态。     

钢管拱桥拱肋脱空负压灌浆修复技术研究与应用

钢管拱桥是一种常见的公路桥梁型式,但拱肋混凝土脱空是此类桥梁常见的病害。本文针对此问题,以高强度、低粘度、高渗透、耐低温、高柔性灌浆材料在模拟试验研究中所表现出的优异性能为例证,说明本材料在钢管拱桥拱肋脱空病害处治中所具有的优势。本试验的研究成果对拱肋混凝土脱空病害的处理有实际的应用意义。     

长期荷载作用下带脱空缺陷钢管混凝土柱的受力性能研究

为研究长期荷载作用对带脱空缺陷钢管混凝土柱受力性能的影响,以脱空类型、脱空率和长期荷载比为主要参数,对长期荷载作用下带脱空缺陷钢管混凝土短柱的变形特性和承载力进行了试验研究。试验结果表明：在长期荷载作用下,与普通无脱空缺陷钢管混凝土柱类似,脱空缺陷钢管混凝土柱徐变系数终值的上限值为0.9;长期荷载比大的脱空缺陷钢管混凝土柱较长期荷载比小的脱空缺陷钢管混凝土柱的承载力略大。采用有限元分析软件ABAQUS,对考虑长期荷载作用影响时脱空构件的受力性能进行分析,有限元计算结果和试验结果吻合良好。利用验证过的有限元模型,系统地分析了长细比、含钢率、钢管屈服强度、混凝土强度、长期荷载比、脱空率和荷载偏心率等参数对长期荷载作用下带脱空缺陷钢管混凝土柱的承载力影响规律。结果表明,混凝土脱空缺陷对考虑长期荷载作用的承载力影响系数的不利影响小于1.5%;现有的考虑长期荷载影响的普通钢管混凝土柱的设计方法可用于预测带脱空缺陷钢管混凝土柱的承载力。     

钢管混凝土拱桥超声波检测技术及其应用

首先叙述了超声波检测钢管混凝土拱桥的常用方法及基本原理;然后以四川昭化嘉陵江特大桥为工程背景,给出评价超声波检测钢管混凝土的基本条件;最后认真分析了钢管混凝土脱空原因及防止措施。     

统一理论法对钢管混凝土拱桥的计算

钢管混凝土拱桥是一种受力合理,在较大跨径中常用的桥型. 对拱肋的计算是其中的重要部分.钢管混凝土统一理论,计算参数简便,计算公式简化,明确了钢管混凝土材料与其它材料一样,可以有“脱空”等缺陷的存在,更符合工程实际.我们对京新高速公路中的一座系杆拱桥进行了计算,并按照钢管混凝土统一理论,分别得到了拱肋中钢管的受力和管中混凝土的受力,经验算,均满足规范要求.其可以作为其它钢管混凝土拱桥计算的参考.     

带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土构件拉弯试验和承载力计算方法研究

为研究球冠性脱空缺陷对钢管混凝土拉弯性能的影响机理,完成了24根钢管混凝土试件在拉弯作用下的试验研究,包括16根带球冠形脱空缺陷试件和8根元脱空对比试件,考察了脱空率和偏心率对带球冠形脱空缺陷试件的承载力、拉力-位移关系曲线、弯矩-曲率关系曲线、应变发展的影响规律.试验结果表明:随着脱空率的增大,带脱空缺陷试件的承载力有所降低;随着偏心率的增大,脱空缺陷对钢管混凝土承载力的不利影响趋于显著.建立了带脱空缺陷的钢管混凝土拉弯构件的有限元分析模型,其计算结果和试验结果吻合良好.采用有限元模型对带脱空缺陷构件的工作全过程进行了分析,揭示了脱空缺陷对钢管与混凝土之间相互作用的影响机理,并对脱空率、混凝土强度、钢材强度和含钢率等重要影响因素开展了参数分析,分析结果表明:随着脱空率的增大、钢管混凝土拉弯承载力总体呈线性下降的趋势,降低混凝土强度、提高钢材强度和含钢率对承载力下降幅度的影响并不显著.最后,基于参数分析结果提出了考虑球冠形脱空缺陷影响的钢管混凝土拉弯承载力简化计算公式.     

带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土构件拉弯试验和承载力计算方法研究

为研究球冠性脱空缺陷对钢管混凝土拉弯性能的影响机理,完成了24根钢管混凝土试件在拉弯作用下的试验研究,包括16根带球冠形脱空缺陷试件和8根元脱空对比试件,考察了脱空率和偏心率对带球冠形脱空缺陷试件的承载力、拉力-位移关系曲线、弯矩-曲率关系曲线、应变发展的影响规律.试验结果表明:随着脱空率的增大,带脱空缺陷试件的承载力有所降低;随着偏心率的增大,脱空缺陷对钢管混凝土承载力的不利影响趋于显著.建立了带脱空缺陷的钢管混凝土拉弯构件的有限元分析模型,其计算结果和试验结果吻合良好.采用有限元模型对带脱空缺陷构件的工作全过程进行了分析,揭示了脱空缺陷对钢管与混凝土之间相互作用的影响机理,并对脱空率、混凝土强度、钢材强度和含钢率等重要影响因素开展了参数分析,分析结果表明:随着脱空率的增大、钢管混凝土拉弯承载力总体呈线性下降的趋势,降低混凝土强度、提高钢材强度和含钢率对承载力下降幅度的影响并不显著.最后,基于参数分析结果提出了考虑球冠形脱空缺陷影响的钢管混凝土拉弯承载力简化计算公式.     

考虑环向脱空影响的椭圆钢管混凝土短柱轴压性能研究

椭圆钢管混凝土由于其力学性能优越,近年来被广泛应用于实际工程中,然而目前相关研究及设计均未考虑其脱空缺陷问题。为此,设计并制作10个带环向脱空椭圆钢管混凝土短柱,并通过轴压试验研究钢材强度和脱空率对其破坏形态、轴压强度、初始刚度及延性的影响规律,获得带环向脱空椭圆钢管混凝土轴压短柱的典型荷载-位移曲线和脱空影响特征。试验研究结果表明：环向脱空使钢管缺乏混凝土支撑作用而产生局部内凹及鼓曲,而约束作用的削弱造成混凝土出现脆性压溃和斜剪面破坏,进而导致试件的承载力、刚度和延性显著降低。环向脱空缺陷(脱空率在2.1%～6.5%)导致椭圆钢管混凝土短柱轴压承载力下降20.6%～34.5%,初始刚度下降10.8%～17.8%,位移延性系数下降8.0%～30.4%。利用ABAQUS有限元分析软件建立带环向脱空椭圆钢管混凝土轴压短柱有限元模型,并基于试验结果对模型进行验证;在试验结果基础上,利用有限元模型研究了材料与几何等参数对其轴压性能的影响,明确环向脱空缺陷对椭圆钢管-混凝土界面接触应力的影响。分析结果表明,随着脱空率的增大,椭圆钢管混凝土轴压承载力和初始刚度明显减小,但当脱空率大于0.5%时,降...