装配式波形钢腹板工字型组合梁试设计

结合工程实例,对一种新型的波形钢腹板工字型组合梁结构进行了分析,提出了改善组合结构墩顶负弯矩区混凝土桥面板受力性能的方法,并简要介绍了装配式波形钢腹板工字型组合梁的施工过程,指出了装配式波形钢腹板工字型组合梁在实际应用中的优势。     

大跨度波形钢腹板PC组合梁桥设计与分析

波形钢腹板PC组合箱梁桥由于其上部结构较轻,当其应用于大跨度梁桥时往往具有良好的经济效益。文章结合某主跨130m变截面波形钢腹板PC组合箱梁桥工程实例,介绍了大跨度波形钢腹板PC组合梁桥主梁结构、预应力体系、波形钢腹板设计、抗剪连接件的设计,并结合该桥特点,在主梁墩顶位置处建立了空间有限元模型,对该位置处的混凝土及波形钢腹板应力进行了分析,为波形钢腹板PC组合箱梁在大跨度梁桥中的应用提供一定的参考意义。     

波形钢腹板组合刚构桥墩-梁结合部受力性能试验研究

由波形钢腹板组合梁和钢筋混凝土桥墩所构成的组合刚构桥,可以综合组合结构与刚构桥的优势,具有跨越能力强、长期性能好和施工方便等优势,是适用于高烈度地震区大跨桥梁的一种新型结构形式。本文对波形钢腹板组合梁刚构桥墩梁结合部以及墩顶位置组合梁负弯矩区的受力性能进行了试验研究。试验表明,此类墩-梁固结节点具有良好的承载力、刚度、耗能能力、延性以及变形恢复能力,抗震性能良好;波形钢腹板组合梁负弯矩区开裂荷载较高,裂缝分布较均匀,抗剪连接件性能可靠,正应力横向分布均匀。同时,还分析了腹板内衬混凝土对截面正应变分布的影响以及波形钢腹板在不同荷载水平下对组合梁抗剪强度的贡献,并建议了波形钢腹板在节点区混凝土内的锚固深度。     

侧扭屈曲的波形钢腹板钢筋混凝土连续组合梁的转动刚度

在负弯矩区,连续组合梁将达到由腹板刚度以及混凝土板和剪力连接刚度所产生的侧扭屈曲的极限状态。这3种刚度构成了组合梁的转动刚度。EC4在平面钢腹板组合梁中定义了这种刚度,但对于波形钢腹板组合梁结构中的刚度尚未有结论性研究。文中提出了一个公式,并基于以下几点来对波形腹板型材组合梁的转动刚度进行评估:1)倒U框架模型的4种代表性的试验结果;2)使用ANSYS有限元软件对数值模型进行构建和标定;3)68个数值模型的计算过程。在这些模型中,研究人员试图改变影响转动刚度的所有参数,例如腹板高度和厚度、平板的大小与类型(混凝土板或组合板)、横截面的剪力连接件的数量以及连接件的纵向间距。     

波形钢腹板组合箱梁桥PBL连接键的参数分析

我国波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥逐渐兴起,而剪力连接键设计合理与否直接关系到整个波形钢腹板梁桥的承载力。PBL剪力连接键是波形钢腹板梁桥的主要连接形式之一。文章对PBL连接键的不同参数进行有限元非线性分析,得出了各参数对PBL连接键的极限承载力的影响。     

公路波形钢腹板钢-混组合箱梁振动特性的影响参数

为了研究结构参数对波形钢腹板钢-混组合箱梁振动特性的影响,文章以某波形钢腹板组合简支梁为工程背景,利用ANSYS有限元软件建立了波形钢腹板钢-混组合箱梁的三维模型,采用理论公式对有限元模型的正确性进行了验证,随后,分析了波形钢腹板的类型、钢底板的厚度以及波形钢腹板的厚度对波形钢腹板钢-混组合箱梁振动特性的影响。研究结果表明:波形钢腹板的类型对波形钢腹板钢-混组合箱梁振动频率的影响较小,可以忽略不计,波形钢腹板钢-混组合箱梁振动频率随波形钢腹板的厚度和钢底板的厚度的增加而增大,该研究为波形钢腹板钢-混组合箱梁的合理设计和振动频率的计算提供有利的参考依据。     

波形腹板钢板组合梁桥方案设计与优化

某桥梁改建工程是省道232叶云线上的重点工程,也是某公司的波形腹板全国推广试点工程,全桥的跨径布置采取4×60 m的波形腹板支座外拼接的钢混连续梁,单幅桥设4片波形钢纵梁。在模型计算时发现,连续梁的负弯矩区集中在中支座两边很小的范围,选择在支座外约2 m处完成连续梁节段的拼接,纵向不设预应力,发挥钢混结合梁和波形腹板的结构优势,全桥钢混连接处设两道纵向PBL剪力键。在MIDAS/CIVIL里进行钢梁承载力验算,采取不同的荷载组合和极限状态进行受力分析。最后针对负弯矩区的混凝土顶板拉应力过大的问题进行探讨,探索了不同的主梁梁高、不同主梁上翼缘厚度以及不同主梁上翼缘负弯矩区局部加宽对负弯矩区混凝土顶板开裂问题的影响。     

组合框架梁刚度增大系数取值研究

分析了钢框架-混凝土核心筒混合结构中组合框架梁正弯矩区截面抗弯刚度增大系数的变化范围和负弯矩区楼板翼缘有效宽度范围内钢筋对梁截面惯性矩的增大效果,对受力状态与组合框架梁负弯矩区长度的关系进行了深入研究,提出了变刚度组合框架梁刚度增大系数的计算方法,探讨了各种因素对混合结构中组合框架梁刚度增大系数的影响,并给出了混合结构设计时框架梁刚度增大系数的取值建议。     

国际期刊导读

1部分混凝土外包波形钢腹板组合工字梁的抗剪性能试验研究 摘要：针对提高负弯矩作用下连续梁的结构特性提出了一种新型的部分混凝土外包波形钢腹板组合工字梁。对这种混凝土外包组合工字梁在对抗荷载下的抗剪性能进行试验分析研究。     

30m波形钢腹板箱梁桥设计与计算

波形钢腹板组合箱梁桥是一种新型的组合梁桥,它采用波形钢腹板代替原有的混凝土腹板,相比与传统的混凝土箱梁桥,它具有减轻箱梁自重,提高预应力效率和简化施工步骤等优点,具有很高的研究价值。文章针对一座30m跨径的波形钢腹板箱梁桥,确定梁高、预应力、荷载情况,采用Midas civil桥梁应用软件进行桥梁模型构造,并通过软件对桥梁模型进行力学特性计算分析,设计出合理的梁桥。再通过手算,验算设计桥梁波形钢腹板屈曲安全性和桥梁极限荷载剪应力。最终得到30m波形钢腹板组合箱梁桥的设计方案,并总结分析波形钢腹板箱梁桥的应用前景。     

波形钢腹板箱梁的抗剪性能研究

波形钢腹板组合箱梁的混凝土顶底板承担抗弯,波形钢腹板承担抗剪,能充分利用钢材和混凝土的优点。文章对波形钢腹板的剪应力分布进行了总结,对波形钢腹板的抗剪计算给出了相应的建议;探讨了剪力连接件抗剪性能的影响因素,栓钉连接件和开孔钢板连接件。     

钢-混组合梁桥负弯矩区裂缝控制研究综述

钢-混组合连续梁桥负弯矩区存在混凝土板受拉、钢梁受压的不利区域。尤其是混凝土板的开裂会造成钢筋锈蚀、刚度降低的严重问题。为保障组合结构桥梁的安全与耐久性,在钢-混组合连续桥梁的设计与施工中,需对组合梁负弯矩区混凝土板的裂缝进行控制。文中从组合梁桥负弯矩区混凝土板的开裂机理,裂缝宽度影响因素以及裂缝控制措施三方面进行综述。希望能对组合梁桥负弯矩区混凝土的裂缝控制有所帮助。     

公路新型钢底板和波形腹板连续组合梁桥方案设计

钢底板和波形腹板连续组合梁桥具有结构轻型、跨中正弯矩区域无需配置预应力索、中间支座负弯矩区域可以在钢底板上铺设混凝土加强底板、无腹板开裂问题和施工简易快捷等突出优点。文章结合(62+105+62) m公路钢底板和波形腹板连续组合梁桥方案设计,研究确定梁高变化和钢底板、波形钢腹板、混凝土桥面板等的厚度和预应力索配置。根据公路桥涵设计规范,利用Midas/Civil有限元软件,计算分析桥梁承载能力极限状态和正常使用极限状态在荷载组合作用下的应力、内力和变形,并进行结构验算。同时,将桥梁方案与原设计同等跨度与宽度的预应力混凝土连续梁桥方案进行性能、材料用量和施工特点等方面的比较,结果表明钢底板和波形腹板连续组合梁桥具有较大优势。     

公路新型钢底板和波形腹板连续组合梁桥方案设计

钢底板和波形腹板连续组合梁桥具有结构轻型、跨中正弯矩区域无需配置预应力索、中间支座负弯矩区域可以在钢底板上铺设混凝土加强底板、无腹板开裂问题和施工简易快捷等突出优点。文章结合(62+105+62) m公路钢底板和波形腹板连续组合梁桥方案设计,研究确定梁高变化和钢底板、波形钢腹板、混凝土桥面板等的厚度,预应力索配置。根据公路桥涵设计规范,利用Midas/Civil有限元软件,计算分析桥梁承载能力极限状态和正常使用极限状态在荷载组合作用下的应力、内力和变形并进行结构验算。同时,将桥梁方案与原设计同等跨度与宽度的预应力混凝土连续梁桥方案进行性能、材料用量和施工特点等方面的比较,结果表明钢底板和波形腹板连续组合梁桥具有较大优势。     

平端板连接半刚性梁柱组合节点的抗弯承载力Ⅰ:负弯矩作用

基于现有试验数据以及组合节点抗弯承载力的研究成果,利用塑性分析方法和组件法,提出一种平端板连接组合节点承受负弯矩作用时,其塑性抗弯承载力的计算方法。探讨组合节点的实效模式,给出其各组件承载力的计算方法,组件包括钢筋、螺栓、柱腹板、梁翼缘、混凝土楼板等。考虑中和轴出现的6种位置:混凝土楼板内;钢梁上翼缘内;钢梁腹板内,所有螺栓受压;前m-1排螺栓受拉,第m排部分受拉,其余受压;1～m排完全受拉;只有钢梁下翼缘受压。该方法可以考虑节点承受非对称荷载作用的情况以及作用在连接上的剪力、高强度螺栓撬力等因素的影响。如果将组合连接的配筋率取为零,不考虑组合楼板的影响,使用该方法同样可以计算平端板连接梁柱纯钢节点在承受负弯矩作用时的抗弯承载力。     

新型波形钢腹板组合箱梁桥动力性能分析

对一种新型波形钢腹板组合箱梁桥结构开展了动力特性及抗震性能分析;以鄄城黄河大桥跨中箱梁段为例,建立组合箱梁桥的多尺度有限元模型,并与实测值进行了对比,验证了多尺度模型的有效性;基于此设计了该新型波形钢腹板组合箱梁的截面参数,采用多尺度建模方法研究了各参数变化对箱梁动力特性的影响规律,通过地震反应谱法分析了该结构在各向地震作用下的结构响应。结果表明：箱梁横隔板的数量和厚度是结构动力特性的敏感参数,对结构的扭转刚度影响很大;增大波形钢腹板厚度可有效提高结构刚度,且刚度增大对频率的影响程度大于质量增大对频率的影响,建议腹板厚度宜设为20～30 mm;槽形钢板可有效提高截面的抗弯刚度,尤其对结构竖向弯曲模态影响较大;横向地震作用对混凝土顶板和横隔板应力的影响最大,纵向地震力对波形钢腹板应力的影响最大,竖向地震力对混凝土底板和槽形钢板的应力影响较大。     

四川绵茂公路东河3号大桥地震响应分析

四川绵茂公路上的东河3号大桥为新型波形钢腹板曲线梁桥。针对该新型桥梁,分别从有限元模型的建立、地震波输入方向的组合、地震动输入主方向的确定以及结构的动力特性和地震反应等几方面进行研究。该桥采用波纹钢腹板箱梁,可有效降低自重,具有较好的抗弯、抗扭刚度,采用墩梁固结可降低墩顶位移、增大桥梁的抗侧刚度,体系较合理;曲线梁桥地震波输入主方向对桥梁的地震反应影响较大;在计算分析时,对波形钢腹板进行合理等效可较准确地分析该类新型桥梁的地震反应,曲线梁桥的扭转振型与直桥相比出现较早且更明显;对于曲率不大的曲线梁桥,地震输入方向的较小变化对各内力的影响不大。     

木-混组合梁R-ECC连接板受弯性能有限元分析

为研究高延性橡胶粉水泥基复合材料(R-ECC)在木-混组合连续梁负弯矩区中的适用性,对木-混组合梁R-ECC连接板和混凝土(RC)连接板的受弯性能进行了有限元对比分析,设计了10组不同参数的R-ECC连接板,探究了连接板厚度、无粘结层区长度、配筋率及配筋方式等主要影响参数对木-混凝土组合连续梁负弯矩区R-ECC连接板受弯性能的影响,并与已有的试验结果进行对比分析。研究结果表明：同设计参数的R-ECC连接板的抗弯承载力有限元结果与试验结果较吻合,且优于RC连接板;连接板厚度和配筋率对木-混组合梁抗弯承载力影响较大,而无粘结区长度和配筋方式对其影响不大。     

大跨变截面波形钢腹板PC箱梁桥横隔板设置

为得到大跨变截面波形钢腹板PC箱梁桥横隔板合理设置的设计分析方法,对1座实桥进行了三维空间有限元分析。通过有限元参数分析,研究了大跨变截面波形钢腹板PC箱梁桥在汽车荷载作用下横隔板的布置形式、隔板厚度及横隔板间距对其跨中截面翘曲正应力和翘曲刚度的影响规律,得出了大跨变截面波形钢腹板PC箱梁桥横隔板设置的改进经验计算方法。结果表明,经验公式的计算结果与实际设计结果基本一致,可为同类桥梁横隔板间距的设置提供参考。     

负弯矩作用下腹板开洞组合梁极限承载力有限元分析

通过有限元软件ANSYS建立了非线性有限元模型,对负弯矩作用下腹板开洞钢-混凝土组合梁的极限承载力进行了分析计算。将有限元结果与试验结果进行了对比,吻合良好,验证了有限元模型的准确性和可靠性。分析表明:负弯矩作用下的组合梁腹板开洞后,其刚度和承载力降低很大,通过增加混凝土板厚度可以显著提高其承载力,而增加混凝土板配筋率能有效提高其变形能力;混凝土翼板对负弯矩区腹板开洞组合梁的抗剪承载力有很大的贡献。