一种钢-混组合桁架桥下弦杆节点极限承载力研究

钢-混组合桁架是一种新型铁路桥梁结构,节点受力复杂,通过对3个采用PBL连接件的钢-混组合桁架节点进行水平单调加载试验,研究了外接式节点的受力特性、破坏模式和极限承载力。基于有限元软件ABAQUS对试件进行3D模型分析,计算结果与试验结果较为吻合。研究表明：钢-混组合桁架节点受力性能良好,PBL连接件传力效果明显;钢腹杆为节点薄弱环节,增加腹杆厚度可有效提高节点屈服后强度和节点极限承载力;通过模型分析,提出的腹杆不对称的设计方法,破坏顺序明确,与3个钢-混组合桁架节点的试验结果相比偏于安全,能够满足我国桥梁抗震设计要求。研究成果可为同类节点的应用提供参考。     

一种新型钢腹板箱梁结构的受力特性研究

针对新型结构——栅栏式钢腹板混凝土组合箱梁,运用ABAQUS有限元软件进行新型组合箱梁桥和普通PC箱梁桥的模拟计算,对比研究新型结构的受力情况。对主梁重点建模,采用实体单元模拟混凝土上、下底板,采用壳单元模拟栅栏式钢腹板结构,计算设计荷载条件下梁的内力效应值。通过比较两种主梁的内力,研究新型组合梁的受力特性,发现新梁抗弯、剪能力更强,经济性更好,结构更合理。     

钢桁架连梁非线性有限元分析

考虑混凝土和韧性金属损伤塑性模型,对钢桁架连梁的受力性能进行了非线性有限元分析。通过试验研究与理论分析的对比,表明本文的非线性有限元分析方法具有较高的精度。通过本文的参数分析表明:只有在增强弦杆和腹杆的同时使两者相互匹配,才能保证结构承载力和延性的提升,单纯增强弦杆或腹杆可能导致结构受力的不协调,增加直腹杆能有效的提高结构的极限承载力。     

波形钢腹板PC组合箱梁力学特性分析

以30 m跨径波形钢腹板桥的设计图纸为依据,进行了试验梁的设计与制作,通过理论分析方法,研究了波形钢腹板PC组合箱梁的力学特性,分析了组合箱梁的正应变分布以及钢腹板的剪切破坏形式,并总结了波形钢腹板组合箱梁桥的受力性能,为波形钢腹板组合箱梁结构的分析设计提供参考。     

钢桁腹-PC组合箱梁自振频率的影响因素分析

钢桁腹-PC组合箱梁自重轻,抗屈曲及抗风、抗震能力强,能有效解决传统箱梁在运营过程中出现腹板开裂问题,具有广泛的应用前景。但钢桁腹-PC组合箱梁整体刚度相对较小,钢腹杆对混凝土顶底板的约束作用较弱,在地震作用下局部振动剧烈。采用空间有限元的方法对钢桁腹-PC组合箱梁进行模态分析,研究腹杆刚度、节间高宽比及空腹比等主要设计参数对钢桁腹-PC组合箱梁的自振频率的影响,结果表明:腹杆刚度及节间高宽比在一定程度上可以提高结构的刚度,但是当超过一定范围后,对结构的振动响应会产生不利影响;随着空腹比的增加,结构的扭转自振频率大幅下降,当空腹比取0.6左右时,结构的振动特性可以取得比较好的效果。     

COMPARATIVE STUDY ON FALSEWORK SCHEME OF STEEL WEBS FOR PC COMPOSITE BOX-GIRDER WITH CORRUGATED STEEL WEBS DURING CANTILEVER CONSTRUCTION

在悬臂施工的波形钢腹板预应力混凝土（PC）组合箱梁桥中,为了施工安全,往往需要在钢腹板上设置一些临时性支撑结构。为了克服临时支架法需占用大量施工空间的缺点,提出一种由大刚度钢管组成的钢管支架法,该方法结构简单、空间占用小。对两种方案进行比较分析,采用三维有限元数值模拟法,分别进行静力分析和特征值计算。计算结果表明：虽然临时支架在钢-混组合箱梁桥的施工中有效,但在波形钢腹板（PC）组合箱梁桥的悬臂施工过程中并不能明显改善波形钢腹板的受力状态;而钢管支架能够有效地改善悬臂状态下波形钢腹板的受力状况。     

波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥悬臂施工中钢腹板临时支撑方案比较

在悬臂施工的波形钢腹板预应力混凝土(PC)组合箱梁桥中,为了施工安全,往往需要在钢腹板上设置一些临时性支撑结构。为了克服临时支架法需占用大量施工空间的缺点,提出一种由大刚度钢管组成的钢管支架法,该方法结构简单、空间占用小。对两种方案进行比较分析,采用三维有限元数值模拟法,分别进行静力分析和特征值计算。计算结果表明:虽然临时支架在钢-混组合箱梁桥的施工中有效,但在波形钢腹板(PC)组合箱梁桥的悬臂施工过程中并不能明显改善波形钢腹板的受力状态;而钢管支架能够有效地改善悬臂状态下波形钢腹板的受力状况。     

基于MIDAS CIVIL的水上钢支架受力分析

墨水湖北路(孟家铺立交—龙阳大道)立交项目因施工需要,在龙阳湖上段预应力钢筋混凝土箱梁施工采用少支架法(支架+贝雷梁)的水上钢支架施工方案。采用有限元分析软件MIDAS CIVIL仿真分析了水上钢支架的应力状态。通过对原设计水上钢栈桥受力分析发现,在箱梁荷载和支架自重荷载组合作用下,钢管桩、钢管桩支撑架、双拼工字钢受力状态满足承载力要求:而贝雷梁弦杆、腹杆和分配梁受力状态不满足承载力要求。通过对水上钢支架受力薄弱位置加设竖杆加固之后,支架受力状态得到很大改善,钢管桩、钢管桩支撑架、双拼工字钢、贝雷梁、分配梁的最大组合弯曲应力和最大剪应力均小于容许值,满足承载力要求。     

预制钢桁架-混凝土组合剪力墙受力性能研究

钢桁架-混凝土组合剪力墙是一种适用于装配式建筑的新型抗侧力结构体系。本文采用ABAQUS有限元软件建立钢桁架-混凝土组合剪力墙的分析模型,对13个不同设计参数的钢桁架-混凝土组合剪力墙进行了单调加载模拟,得到了构件的变形性能和受力性能;考察了轴压比、混凝土强度等级、型钢强度等级、含钢量等参数对钢桁架-混凝土剪力墙受力性能的影响规律。研究结果表明:轴压比对于剪力墙的抗剪承载力和延性都具有较大影响,轴压比在0.3～0.5之间,钢桁架混凝土剪力墙的抗剪承载力较大;混凝土强度等级、型钢强度等级、含钢量对剪力墙受力性能影响不大;增加型钢柱的含钢率能有效提高剪力墙的抗剪承载力,增加型钢腹杆的含钢率对于剪力墙的抗剪承载力提升效果不明显。     

波纹钢腹板PC组合箱梁桥在城市高架中的应用前景展望

介绍了波纹钢腹板预应力混凝土组合箱梁的构造特点、结构受力特点,可为波纹钢腹板PC组合箱梁在城市高架桥中的推广和应用提供参考。     

波形钢腹板PC箱梁静载试验及分析

以某波形钢腹板PC箱梁作为研究对象,采用Midas Civil有限元软件对波形钢腹板PC箱梁建模计算。对比分析了波形钢腹板PC箱梁在汽车试验荷载作用下各参数实测值和计算值,以此来对桥梁的工作现状和受力特性进行评定。     

钢桁腹-混凝土组合箱梁畸变效应分析

为研究钢桁腹-混凝土组合箱梁的畸变效应,根据其结构特性和力学特性,考虑共同工作区对组合箱梁腹杆纵向刚度的贡献,提出一种更适用于该类组合箱梁的畸变扇性坐标分布模式。采用新畸变中心定义符合钢桁腹-混凝土组合箱梁畸变变形特征的畸变角,应用能量变分法建立畸变控制微分方程,并给出包含Krylov函数的初参数解。结合数值算例,分析钢桁腹-混凝土组合箱梁在均布畸变荷载作用下的畸变翘曲正应力,并通过有限元软件ANSYS验证所推导理论的正确性。通过改变腹杆壁厚、俯角等关键参数,探究其对畸变内力的影响规律。结果表明：按该方法揭示的钢桁腹-混凝土组合箱梁的畸变应力分布规律与ANSYS计算结果吻合良好;横向畸变框架刚度是影响此类箱梁畸变效应的主要因素,且其对钢腹杆几何特性参数较为敏感。     

波纹钢腹板箱梁的静力特性有限元分析

波纹钢腹板组合箱梁克服了预应力PC箱梁很多缺点,但是由于波纹钢腹板计算较为复杂,目前对其模拟分析方法尚不统一,在此利用有限元软件Abaqus对波纹钢腹板箱梁进行仿真计算分析,探讨了波纹板、预应力束和混凝土板的模拟方法,并在模型建立中考虑了波纹板与混凝土的实际接触特性,旨是对波纹钢腹板箱梁的受力分析和设计计算结果更符合于实际。     

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。     

耳板式组合桁架节点试验及有限元分析

以某槽形梁-钢桁组合结构桥梁下弦节点为原型,根据相似理论,制作了3个1∶3的节点模型。通过对模型进行水平单调静力加载和有限元模拟分析,对节点的破坏形态、极限承载力及各组成构件的受力性能进行了研究。结果表明:节点模型的破坏形态主要包括受压腹杆局部屈曲和节点核心区混凝土的开裂;节点核心区刚度大,承载力高,PBL剪力键群和节点板能有效地将弦杆和腹杆连接成整体;采用有限元软件对节点进行分析合理可行。     

波形钢腹板PC组合箱梁疲劳损伤对抗弯承载能力的影响研究

制作两根体外预应力波形钢腹板简支PC组合箱梁,其中第一根梁进行静力全过程试验,另一根梁先进行疲劳试验直至波形钢腹板出现疲劳破坏后进行静力加载全过程试验;得到两根组合箱梁在弹塑性阶段的基本力学性能、典型疲劳损伤特征和疲劳前后的抗弯承载力。根据混凝土材料的S-N曲线和疲劳荷载的实际应力比,推导混凝土材料疲劳损伤后的强度退化规律、总结混凝土割线模量、极限应变的退化规律,据此得到混凝土材料疲劳损伤前、后的本构关系;基于截面M-N-Φ关系编制体外预应力简支组合箱梁抗弯承载力的非线性全过程分析程序,对两根试验梁进行全过程加载的模拟分析,理论与试验结果吻合良好;两者均表明波形钢腹板的疲劳损伤对组合箱梁抗弯承载力影响不大,但会大大降低结构的延性。     

静载作用下单箱八室波形钢腹板PC箱梁桥腹板剪力分配规律研究

波纹钢腹板PC组合箱梁桥在国内外应用广泛,但针对大跨径、复杂截面工程的实际力学性能,仍需要进一步深入研究。为探究对称（偏心）荷载作用下波形钢腹板PC箱梁桥多道波形腹板间剪力分配规律,判断个别腹板可能出现的极端受力状态,针对郑州市某工程单箱八室变截面波形钢腹板PC组合箱梁桥进行实桥试验研究,并建立实桥有限元模型,通过静载试验现场实测数据,得出其不同腹板间的剪应力分配规律,并与有限元计算分析结果相互验证。研究结果可为工程设计中明确不同状况下腹板配置差异和消除工程隐患提供参考。     

波形钢腹板PC箱梁抗剪连接键设计

波形钢腹板PC箱梁是一种新型的钢-混凝土组合结构,这种结构以波形钢板代替混凝土作为箱梁的腹板,并采用箱内体外预应力技术,实现了主梁的轻型化,进而减少了下部结构的工程量,由于其良好的受力特性在日本和欧美得到了广泛的应用。而抗剪连接键是能否为结构提供足够完整组合作用的一个决定因素,文章主要介绍波纹钢腹板PC组合箱梁抗剪连接键的设计计算方法,并介绍某波纹钢腹板PC组合箱梁连续梁桥（70m＋120m＋70m）的抗剪连接键的计算实例。     

波形钢腹板PC组合箱梁悬臂施工技术

波形钢腹板PC组合箱梁是一种新型的钢-混凝土组合结构梁桥,具有自重轻、跨径大、彻底解决常规PC箱梁腹板裂缝问题、造型轻盈美观等特点,目前在日本被广泛应用,常用于跨径较大的跨河桥梁结构设计,但我国采用该技术建造的波形钢腹板桥并不多见,且大跨、宽幅的波形钢腹板桥尤为较少。本文依托前山河特大桥工程实例,对该桥悬臂施工工艺做了详细介绍,为后续大跨、宽幅波形钢腹板桥的施工工法提供了借鉴和参考。     

钢-混组合梁桥支座横向间距对横梁受力性能的影响分析

针对钢-混组合连续梁支墩上部横梁支座间距布置情况,将支座上部横梁视为简支梁受力形式,进行大、小间距支座布置受力分析。采用大型通用有限元软件,建立钢-混组合箱梁横梁局部精细化有限元模型进行有限元分析;依据相关规范,进行承载能力极限状态与正常使用极限状态计算分析,并比较大、小间距支座布置形式对钢-混组合箱梁横梁受力影响。