斜拉桥钢-混结合段合理构造研究

以北京市永定河大桥为例,通过建立钢-混结合段和附近结构数值模型,对其合理构造进行了优化分析。通过分析得到当前钢-混结合段的混凝土应力、钢梁应力与剪力钉应力,为该工程的顺利实施创造了条件,也为今后类似工程提供了借鉴。     

混合梁斜拉桥UHPC钢-混结合段的性能研究

为了研究超高性能混凝土（UHPC）钢-混结合段在混合梁斜拉桥中应用的可行性,采用1∶1节段模型进行了试验,研究了UHPC的工作性、力学性能和收缩性能,并对UHPC钢-混结合段的浇筑质量进行了检测。结果表明：UHPC的工作性、力学性能和收缩性能均满足工程相关要求;除了人为设置的脱空区域外,其他区域的UHPC与钢板之间结合紧密,且UHPC的表观质量良好。     

钢-混组合梁结合段PBL剪力键受力分析

钢-混组合梁是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构,其结合段通过PBL剪力键传递受力,是桥梁设计和计算的重点环节。目前对于PBL剪力键的受力计算尚无统一公式,只能在已有的试验基础上对其受力进行有限元分析,探讨PBL剪力键开孔钢板的抗剪承载力和破坏规律等,从而得出相应的荷载-滑移曲线,进而分析试验值、理论公式值和有限元值之间的差异。     

大跨度斜拉桥钢-混结合段局部受力预测方法

为避免斜拉桥出现应力过于集中而导致事故的发生,提出大跨度斜拉桥钢-混结合段局部受力预测方法。根据不同结构的钢-混结合段构造方式与特点,确定传力模式和传力路径,明确各部件的受压状态;通过建立有限元分析模型,探究混凝土、钢箱梁和剪力钉的材料特征,在不同工况下的效应组合作为有限元的分析依据,选择钢板与混凝土的合适单元类型设置边界条件,经过模型修正后确保预测结果更加精准。经过试验结果表明,所提方法的预测结果与实际计算结果相符,混凝土横桥应力的预测最大仅为0.7 MPa,钢板的受力预测最大误差为4.3 MPa,能够准确反映结合段的应力分布规律。     

复合连接件钢-混结合段空间力学性能分析

为研究复合连接件钢-混结合段的力学性能,以某混合连续箱梁桥为背景,采用ABAQUS建立三维实体-板壳数值模型,对栓钉、PBL及其复合形式连接件的传力行为进行对比分析,最终给出PBL与栓钉复合连接件的剪力传递比例。研究表明:各连接件均可以在设计荷载作用下安全地发挥其剪力传递的性能;在复合连接件中,PBL连接件承担的剪力更多,达到79. 68%,而栓钉连接件仅为20. 32%,两者的剪力传递分配比例约为4∶1。     

混合梁斜拉桥钢混结合段力学行为分析

通过对钢混结合段传力方式、承载能力以及抗疲劳能力的分析,探讨了钢混结合段中混凝土、钢结构和剪力件的工作机理。分析结果表明,剪力件是影响钢混结合段承载能力的关键因素。     

PBL剪力连接件群传力机理研究Ⅱ:极限承载力

以PBL剪力连接件群传力机理试验模型为研究对象,采用所建立的荷载-滑移变形协调理论模型及其求解方法对PBL剪力连接件群的传力机理及其极限承载力进行研究。通过与试验结果及三维非线性仿真分析结果的对比进一步验证求解方法的有效性。对PBL剪力连接件群传力机理及其极限承载力的系统研究表明:其荷载传递过程实质上是外荷载作用下钢构件、混凝土构件及各层PBL剪力连接件的刚度、变形及荷载的协调过程,三者耦合影响并共同决定剪力连接件群的传力机理及其极限承载力。鉴于PBL剪力连接件群传力机理及其极限承载力的复杂性,就钢构件、混凝土构件以及PBL剪力连接件等关键影响因素及其效应进行研究,在此基础上对于PBL剪力连接件群的设计理念和设计方法进行探讨,指出PBL剪力连接件群设计需注意的问题及需考虑的主要因素。     

钢-混混合结构在极小边中跨比连续梁桥中的应用

混凝土连续梁桥较小的边中跨比会造成主跨下挠、边支点支座脱空等一系列问题。笔者以南京机场二通道跨秦淮新河极小边中跨比(0.27)的连续梁桥为例,借鉴重庆石板坡长江大桥复线桥钢-混混合结构的成功经验,采用部分截面连接承压传剪式钢-混结合段,通过在该段设置前、后承压板及PBL剪力板、预应力钢束及端横梁压重等措施,有效解决了钢-混结合段复杂受力问题,降低了中跨恒载、挠度,同时边支点不出现负反力。该设计方案可为类似工程设计提供一定的参考。     

斜拉桥钢-混凝土组合索塔锚固结构节段模型试验研究

重庆嘉悦大桥桥塔采用内置式钢锚的钢-混凝土组合索塔锚固结构形式,最大设计索力达1100kN。通过对该钢-混凝土组合索塔锚固结构的足尺（1：1）模型试验,结合空间有限元仿真计算分析,对该钢-混凝土组合索塔锚固结构的受力行为和传力机理进行了研究,得出一些结论。试验结果对重庆嘉悦大桥的建设起到了重要的指导作用。     

PBL剪力连接件群传力机理研究(Ⅰ)——理论模型

在混合桥塔、混合梁以及混合拱等新型组合结构中,需通过剪力连接件群在有限长度的钢-混凝土连接段内实现较大的荷载传递。该类结构对于设计理念、分析理论与计算方法提出新挑战,同时也对剪力连接件本身提出更高要求。根据PBL剪力连接件的受力特性,基于钢构件与混凝土构件的层间相对滑移和各层剪力连接件所承担荷载之间的关系,建立PBL剪力连接件群的荷载-滑移变形协调理论模型。以该理论模型为基础,提出PBL剪力连接件群的荷载-滑移变形协调计算方法。理论及试验研究表明,所建立的理论模型能够反映PBL剪力连接件群的力学行为本质;所提出的计算方法具有物理意义明确、求解简便、计算效率高、便于应用等特点。该理论和方法为PBL剪力连接件群传力机理及其极限承载力研究奠定了理论及方法基础。     

河北大街立交钢混斜拉桥结合段设计与研究

以河北大街立交主桥为背景,详细介绍了钢混斜拉桥结合段设计,并通过有限元数值模拟分析了此结构的受力状态,为今后钢混结合段的设计提供了参考和借鉴。     

斜拉桥主塔钢混结合段受力分析研究

以某在建的2×130 m独塔斜拉桥为例,研究了主塔下塔柱钢混结合段的构造和设置方法,并基于大型通用有限元分析程序ANSYS对该钢混结合段进行了空间有限元计算分析,研究了结合段处钢塔柱和混凝土塔柱间的应力传递情况和分布规律,取得了一些有价值的结果,为今后采用钢混结合段连接的主塔的设计与优化提供参考。     

拉力型锚杆锚固段传力机理的全过程分析方法

现行规范和技术标准有关锚杆设计均假定剪应力均匀分布,这种设计方法并不符合锚杆受力的实际情况,通过对锚杆抗拔模型试验数据分析,绘制了锚杆在试验荷载作用下沿锚杆全长分布的剪应力-位移曲线.其次通过对锚杆抗拔模型试验结果的拟合分析,提出了锚杆锚固段剪应力与位移之间关系的弹塑性本构模型,结合锚杆受力的基本方程,得出了分析圆柱形锚固段和底端有锚定板的锚固段从弹性工作阶段到锚杆与岩土体界面滑移的全过程的分析方法,并在此基础上编制程序,对两种锚固段的岩石锚杆在任意荷载作用下的受力特征做了对比分析.同时文章还提出了决定锚杆承载力的特征作用段的概念.     

桥梁拱肋钢-混过渡段拉杆张拉顺序对局部力学状态影响研究

为明确桥梁拱肋钢-混过渡段拉杆张拉顺序对局部力学状态的影响,进而获取最优的拉杆张拉顺序,以某飞燕式钢箱系杆拱桥钢-混过渡段为依托,采用ABAQUS软件建立精细化有限元模型,研究了长短杆、长短边、内外圈张拉顺序对钢-混过渡段拉杆轴力、混凝土预压效果和承压板等效应力状态的影响。研究结果表明,采用先短杆后长杆、先长边后短边、先内圈后外圈的总体张拉顺序,可以改善拉杆轴力的均匀性以及提升钢-混过渡段混凝土的预压效果。相关结论可为类似拉杆张拉顺序研究提供参考。     

预应力钢-混组合梁桥力学行为研究

为研究依据旧桥规范设计的钢-混组合梁桥在现有荷载强度下的受力特性,以天津G2立交跨线桥为依托,运用Midas civil软件并采用梁格法建立有限元模型,分析了桥梁在最不利荷载组合下的力学行为。结果表明:在公路Ⅰ级荷载作用下,正常使用阶段和预应力损失为10%时,该桥混凝土桥面板处于受压状态,钢箱梁梁底最大拉应力安全储备富余,挠度满足规范要求;当预应力损失为15%时,钢箱梁梁底最大拉应力和挠度均不满足规范要求。应重点考虑超载和预应力损失对预应力钢-混组合梁旧桥承载能力的影响。     

钢-混凝土组合梁剪力钉力学行为数值参数分析

为了揭示钢-混组合梁剪力钉的力学行为,并验证数值模拟方法的可靠性,首先开展了一组剪力钉推出试验研究,获得各试件的典型破坏形态和荷载-滑移曲线;然后基于ANSYS软件,考虑材料非线性和状态非线性等因素,建立剪力钉推出试件的精细化有限元模型,采用数值模拟对比研究了剪力钉试件的力学行为,并通过参数拓展分析探讨了剪力钉力学行为...     

谈永川长江大桥钢—混结合段施工关键技术

以永川长江大桥为例,对该大桥钢—混结合段的施工难点进行了研究,从钢梁存梁支架、桥面吊机、钢箱梁定位等方面论述了钢—混结合段施工的关键技术,为类似工程的施工积累了经验。     

斜拉桥钢-混凝土结合段PBL剪力键承载力试验研究

对包括栓钉和PBL剪力键在内的3大类11子类共33个试件进行试验研究,并将模型试验与有限元仿真分析相结合,主要开展以下几个方面的工作：研究PBL剪力键的传力机理、荷栽-滑移规律及静载力学性能;分析PBL剪力键力学性能的影响因素;对比有限元分析结果与试验结果,分析采用非线性有限元分析来模拟推出试验的可行性;对比国内已有的典型推出试验的结果;对PBL剪力键的推出试验提出改进意见。     

混合梁斜拉桥钢混结合段试验研究技术新进展

钢混组合梁桥充分发挥了钢和混凝土各自的材料性能优势。混合梁桥结合段由钢梁、剪力钉、钢绞线、钢承压板和混凝土梁等构成。从整体上来看,该位置存在材料和刚度的突变,导致其传力机理和施工工艺复杂,成为混合梁桥方案研究的重点问题。因此,开展该构造的研究对拓展混合梁桥的应用空间具有重要现实意义。20世纪90年代以后,钢混组合结构在我国发展迅猛。由于缺乏足够设计方法的支撑,实施了大量针对钢混结合段力学行为的试验研究来验证其设计构造的可行性和合理性。通过我国典型钢混结合段的试验研究现状,阐述了钢混结合段的静力学承载能力、疲劳强度、耐久性、合理构造形式以及各传力构件荷载分配关系的特征;在此基础上提出了斜拉桥钢混结合段的合理构造原则。     

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。