初始残余应力对预应力钢-混凝土连续组合梁抗火性能影响

为研究钢梁残余应力对预应力连续组合梁抗火性能的影响,建立了预应力连续组合梁在高温下非线性升温过程受力行为的有限元模型。通过考察梁的破坏形式、跨中挠度、预应力拉索张力、截面弯矩以及梁的曲率等关键参数随温度的变化,得到不同残余应力模式对组合梁抗火性能的影响机理。分析结果表明：残余应力的分布并不总是对预应力钢-混凝土组合梁的高温性能产生不利影响,腹板具有初始残余拉应力分布模式的预应力钢-混凝土组合梁高温下的挠度相对最小;残余应力主要通过影响截面正应力分布来影响钢梁的截面刚度;在临界状态时,残余应力对组合梁截面刚度的影响不明显;不同残余应力模式对高温下预应力钢-混凝土组合梁的截面抗弯刚度影响不同;当预应力钢-混凝土组合梁的初始残余应力模式以腹板全截面拉应力为主时,预应力钢-混凝土组合梁跨中截面抗弯刚度最大;当残余应力对组合梁跨中截面抗弯刚度有利时,梁跨中截面处中和轴位置比无残余应力影响时较高。     

带有残余应力的钢梁内嵌式预应力组合梁抗火性能研究

为研究残余应力对钢梁内嵌式的预应力简支组合梁在火灾效应下的受力性能的影响,通过ABAQUS软件建立钢梁内嵌式的预应力简支钢-混组合梁几何非线性和材料非线性的有限元模型,利用热力-耦合法计算组合梁在高温下的结构响应行为。通过对梁的截面温度、整体挠度和跨中挠度、跨中截面应力分布、拉索应力和塑性变形、梁的整体曲率和跨中曲率等特性在高温下的结构响应进行考察,探究工程应用中常见初始残余应力对组合梁的影响机理。结果表明：残余应力主要是通过影响钢梁的截面模量,进而对钢梁的截面抗弯刚度产生影响,在升温后期或当钢梁开始进入塑性状态时,残余应力的影响逐渐减小。残余应力在钢梁腹板上的分布能较为明显的影响组合梁的承载能力,分布形式不同影响效果也不同。残余应力主要影响了组合梁中钢梁的截面刚度,进而也影响了组合梁的挠度幅度、曲率分布、中和轴高度以及拉索内力变化。     

影响钢-混凝土组合梁挠度计算的几个因素

组合梁在正常使用阶段的挠度设计一般采用线弹性计算方法和挠跨比允许值进行验算 ,容易忽视组合梁钢梁屈服的影响。分析了影响组合梁挠度计算的钢梁底部应变、钢梁翼缘与混凝土之间的滑移、残余应力、钢梁的局部屈服等因素 ,讨论了挠跨比允许值、跨高比、滑移以及残余应力和施工荷载对挠度计算的影响 ,在进行组合梁的挠度验算中 ,必须考虑钢梁潜在屈服的因素     

钢-高强混凝土组合梁的试验研究

为了研究钢-高强混凝土组合梁在静载作用下的抗弯性能,本文完成了8根钢-高强混凝土组合梁在跨中两点对称荷载作用下的试验,对其受力性能进行了分析,并探讨了翼缘板混凝土强度、钢梁屈服强度和翼缘板宽度对组合梁正截面受弯承载力、延性的影响。结合试验结果和理论分析,对现行规范中组合梁正截面受弯承载力计算公式进行了补充修正,以拓宽计算公式中翼缘板混凝土强度的适用范围,为高强混凝土在钢-混凝土组合梁中的应用提供设计依据。     

钢-混凝土组合梁在负弯矩作用下抗剪性能的试验研究

通过3根钢-混凝土组合梁在负弯矩作用下的试验,研究了其变形发展及破坏过程,得到了组合梁的跨中剪力-挠度曲线、交界面滑移曲线和沿截面高度分布的应变变化曲线,分析了剪切连接程度、截面尺寸、剪跨比、材料强度、钢筋配置等因素对组合梁承载力和延性的影响。对钢梁进行了塑性分析,得出在负弯矩作用下钢-混凝土组合梁抗剪承载力的提高不是由于钢梁腹板的硬化效应所致,而是由于混凝土翼板的贡献,并提出了考虑混凝土翼板影响的组合梁在负弯矩作用下抗剪承载力计算公式。将计算结果与实测结果进行了比较,二者吻合良好。     

轨道交通简支钢-混凝土组合梁桥研究

由于混凝土板收缩徐变,钢梁的后期下挠值过大就成为制约钢-混凝土组合梁跨度提高的瓶颈问题。笔者从设计角度提出了相应的解决措施,使钢-混凝土组合梁截面设计更加合理,且降低了工程造价;同时提出了相应的大跨简支钢-混凝土组合梁桥设计要点和实施方法。     

钢-混凝土组合梁抗火性能试验研究

对两种组合梁形式:主梁式试件(压型钢板肋平行于钢梁)和次梁式试件(压型钢板肋垂直于钢梁)分别进行了抗火试验。试验中量测了试验炉火升温过程,试件的温度和跨中挠度。通过对试验结果的分析发现:由于混凝土板有明显的阻热作用,组合梁中的混凝土板升温较慢,钢梁升温较快,导致钢梁截面温度分布不均匀;由于高温和外力共同作用下,在梁端发生混凝土抗剪破坏,而栓钉由于受到混凝土的保护,温度较低,栓钉仍能正常发挥抗剪连接作用;跨中挠度达到梁跨的1/30后,变形快速增大,随之在跨中形成一条横向贯穿混凝土楼板的主压溃裂缝,产生塑性铰并形成机构,使简支组合梁产生不适于继续承载的变形,达到破坏。     

钢-混凝土组合梁扭转的组合作用分析

在试验及理论分析的基础上,对开口截面钢-混凝土组合梁在扭转中的组合作用进行研究。组合梁在扭转中,即使是纯扭作用下,截面上仍存在组合作用,分析时不能忽略混凝土翼板和钢梁间的相互约束作用,否则会低估组合梁的抗扭能力。钢梁自身的抗扭作用很小,钢梁对组合梁扭转的贡献在于,它向混凝土翼板提供了纵向约束。在钢筋混凝土变角软化桁架模型(RA-STM)的基础上,通过引入平截面假定,以考虑组合梁扭转中的组合作用,建立适于分析开口截面钢-混凝土组合弯扭性能的三维桁架模型:在弯扭作用下,组合梁截面各单元分别处于一维应力状态(体系1)和二维应力状态(体系2),体系1用来抵抗由弯矩和扭矩引起的截面纵向应力,体系2用来抵抗由扭矩引起的截面剪应力,两者通过截面的纵向应变协调和内力平衡条件联系起来。所分析内容充分满足平衡条件、变形协调条件和材料本构方程。计算结果与试验结果吻合良好。此外还简要评价了现有的组合梁极限扭矩计算公式的不足。     

多跨连续槽形钢梁施工受力分析

安格拉库内内河桥为槽形钢梁与混凝土桥面板结合的多跨连续组合梁桥.全桥18跨一联,桥跨880 m.桥梁主要施工阶段为拖拉施工槽形钢梁和现浇混凝土桥面板.槽型钢梁拖拉施工中,钢梁内力随拖拉过程发生变化,底板承压区域易发生应力集中.因此,钢梁内力与局部应力的大小和钢梁的稳定及强度构成了桥梁各主要施工阶段中的关键因素.文中通过理论公式计算与有限元分析相结合的办法考察了各主要施工阶段槽形钢梁的整体与局部受力特征和钢梁的屈曲及强度问题.     

Influence of group studs layout style on static behavior of steel-concrete composite small box girder models

设计制作4片具有不同栓钉布置方式的钢-混凝土组合小箱梁模型进行试验研究,并进一步采用有限元法,考虑组合梁材料的本构关系和接触问题等,对其从弹性荷载至极限荷载下的受力行为进行分析,得到从开始加载至极限荷载下各模型梁的荷载-挠度曲线、跨中钢梁底板应变随荷载的变化曲线和弹性阶段钢梁与混凝土板相对滑移的分布,以及组合梁的屈服荷载、极限荷载和破坏时混凝土板的应力云图等。与试验测试结果的对比表明,采用群钉布置的快速施工组合梁达到完全抗剪要求时,组合梁承载能力与焊钉数量和布置型式关系不大,按照文中建立的有限元模型能较好地分析预测快速施工不同群钉设计参数下钢-混组合梁的屈服荷载和极限荷载。     

基于ANSYS的桥梁施工健康监测研究

桥梁监测可以为控制大型桥梁的施工提供决策依据,为验证结构分析模型、计算假设和设计方案提供反馈信息。文中结合跨度为170.2m的某高速钢箱梁进行了结构健康监测技术研究。根据施工控制的理论和方法,以通用有限元软件ANSYS为平台,建立连续钢箱梁的空间有限元模型,模拟分析连续梁的顶推施工过程,计算梁在各个危险截面的变形和应力,以确保成桥状态符合设计要求。     

整体预制钢-混凝土组合梁桥合理结构研究

为了在中小跨径桥梁中推广使用钢-混凝土组合结构桥梁,提高桥梁的工业化建造水平和组合梁桥的装配化程度,提出了一种整体预制钢-混凝土组合梁桥结构。结合常用的中小跨径的需求,考虑公路运输条件和吊装能力,构建了整体预制钢-混组合梁结构基本单元,并提出了单元之间的连接方式,进一步形成整体桥梁。计算分析表明:所提出的整体预制钢-混组合梁,在受力性能方面均优于传统分离预制钢-混组合梁,在全寿命周期的经济性能方面优于现有的预制混凝土箱梁、预制混凝土T形梁,在施工性能方面相比于现有的预制混凝土箱梁、预制混凝土T形梁以及分离预制钢-混组合梁会明显提高施工效率、缩短施工工期,而且更容易保证施工质量,为桥梁工程提供了一种结构合理、施工便捷的结构形式。     

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。     

大跨径混凝土连续梁桥施工精细控制方法

结合具体工程实例,介绍了大跨径混凝土连续梁桥施工控制的方法和内容,采用有限元软件对全桥各施工阶段进行仿真模拟分析。通过对现场相关参数进行识别、修正,计算出每一施工阶段结构理想状态,对桥梁施工过程中的结构安全、线形及应力进行有效控制,确保最终的成桥状态符合理论设计状态。     

预制拼装式混合梁钢混结合段设计研究

荆岳长江公路大桥主桥为主跨816m双塔不对称混合梁斜拉桥,主梁钢混结合段采用带钢格室的部分连接填充混凝土形式。该文主要是对钢混结合段连接形式进行分析比选,对结合段细部构造如承压板、剪力键、钢格室、预应力筋等合理构造进行分析研究,最后通过受力计算分析,验证预制拼装式混合梁的安全性。     

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。     

波形钢腹板PC箱梁桥的施工技术与效益分析

波形钢腹板PC箱梁桥是一种较先进的钢-混凝土组合梁桥,在国内外得到了广泛应用.针对国内外对波形钢腹板箱梁的研究及应用现状,综合介绍了波形钢腹板PC箱梁桥的施工特点、结构优点、发展概况.较为深入地分析了其主要施工特点与方法,波形钢腹板PC箱梁桥的受力特点和施工工艺,波形钢腹板PC箱梁桥的经济效益,并对波形钢腹板的经济效益与普通PC箱梁桥的作了对比分析.     

无背索斜拉桥的概念、设计与施工

长沙市洪山大桥是一座无背索斜拉桥,该类型桥梁的受力特性与常规斜拉桥有较大的不同,造成其设计和施工的特殊性。归纳国内外已建和在建的无背索斜拉桥的一般情况,详细论述其塔梁平衡关系和索、塔倾角的取用准则,根据优化塔、索造价和降低塔重偏差对塔身受力的影响来可以得到塔的合理倾角。进一步介绍洪山大桥的主梁类型和截面型式、若干构造细节和施工过程,分析研究表明钢-混凝土组合脊骨梁更能够适应无背索斜拉桥的受力特点,并具有造价和技术优势;主跨两端特殊的构造设计可以保证塔梁结合部和主跨-辅助跨过渡段的传力平顺;施工中采用桥面预压工艺可以有效改善桥面板横桥向受力状态。     

Force transfer mechanism in main cable anchorage zone of composite girder self-anchored suspension bridge

为探讨钢-混凝土组合梁自锚式悬索桥中主缆锚固力在主梁中的传递机制,以某大桥工程实例为原型,采用实桥测试试验和有限元法分析对自锚式钢-混组合梁悬索桥主缆锚固区的受力进行研究。结果表明：在恒载作用下,组合梁中混凝土板与钢主梁之间的剪力钉能有效抗剪,保证结构整体受力性能的要求;采用杆系全桥模型与局部精细化模型相结合,可以准确计算组合梁应力状况;主缆锚固力通过锚碇传递至组合梁主梁时,主梁发生纵向压缩与面外弯曲,主要受力构件为钢梁顶板和外腹板,钢梁通过腹板上方剪力钉将部分内力传递至上方混凝土板,在横梁作用下分布在两侧的内力向中间扩散,最终形成截面整体共同受力。     

不同结构组合形式的GFRP-钢组合桁架梁受力性能研究

为了研究玻璃纤维增强复合材料(GFRP)-钢组合结构的受力性能,根据各向异性体弹性力学理论确定GFRP材料的物理力学参数,依托淮河出海口闸区工作桥工程实例,利用ABAQUS建立基于板壳单元的桁架梁有限元模型,分析其受力特性.采用将部分应力较大的GFRP构件替换成钢构件的结构组合方案,对比分析了结构自重、跨中挠度、单元应...