斜拉桥桥塔钢-混结合段的力学行为和传力机理研究

为研究斜拉桥桥塔钢-混结合段的力学行为与传力机理,设计某组合斜拉桥的桥塔钢-混结合段的1∶3缩尺试验模型,对其进行正常使用极限状态与承载能力极限状态的加载试验;测试试验模型的控制断面和主要构件的应力、变形情况;结合非线性有限元分析,研究钢-混结合段的传力机理。试验得到如下结论:钢-混结合段构件的应力分布均匀顺畅,应力水平较低;钢结构与混凝土之间相对滑移量较小,二者能协同受力;采用非线性弹簧单元能近似模拟钢-混结合段中PBL剪力键的受力行为,数值分析结果具有良好的工程精度;PBL剪力键分担60%以上的荷载,在钢-混结合段设计中,可以将其作为主要传力构件。     

波形钢腹板箱梁嵌入式结合部的应力分布

针对波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥嵌入式结合部应力分布问题,以宁波市百丈东路甬新河桥为背景,应用三维有限元方法进行应力分析。通过有限元计算模型,分析了不同荷载条件下结合部的应力分布特性,讨论了嵌入式结合部钢腹板纵向约束对应力分布的影响。理论计算结果表明,波形钢腹板混凝土箱梁的结合部应力比较小;弯矩作用下结合部应力主要是由截面的弯曲应力产生,应力集中不明显;剪力作用下在钢腹板插入口附近有应力集中现象,易发生混凝土开裂、钢板疲劳损失;采用钢板作为纵向约束措施对改善结合部的应力集中有一定效果。     

外包钢中空混凝土组合结构桥塔轴压性能研究

为研究外包钢中空混凝土柱组合桥塔在轴压荷载下的受力性能,进行模型试验和有限元分析,研究了破坏形态、荷载-变形关系和传力机理等。研究结果表明:该组合桥塔能够充分发挥混凝土和钢材的承载能力,其变形能力得到提高;钢壁板荷载逐渐传递至中空混凝土,且荷载传递主要发生在桥塔上部;钢-混凝土结合面上的开孔板连接件,不仅受剪发挥传递荷载作用,其抗拉拔作用还能阻止局部屈曲破坏前钢壁板与混凝土柱的剥离;顶部开孔板刚度折减后,连接件剪力竖向分布趋于均匀;承压板构造有利于荷载传递、扩散,使底座混凝土受力均匀。     

Study on mechanical behavior of a new type of hollow composite pylon

为研究外包钢中空混凝土柱组合桥塔在轴压荷载下的受力性能,进行模型试验和有限元分析,研究了破坏形态、荷载-变形关系和传力机理等。研究结果表明：该组合桥塔能够充分发挥混凝土和钢材的承载能力,其变形能力得到提高;钢壁板荷载逐渐传递至中空混凝土,且荷载传递主要发生在桥塔上部;钢-混凝土结合面上的开孔板连接件,不仅受剪发挥传递荷载作用,其抗拉拔作用还能阻止局部屈曲破坏前钢壁板与混凝土柱的剥离;顶部开孔板刚度折减后,连接件剪力竖向分布趋于均匀;承压板构造有利于荷载传递、扩散,使底座混凝土受力均匀。     

双斜塔双索面混合梁斜拉桥主梁钢-混结合部受力分析

鄂尔多斯4号大桥主桥为双斜塔双索面混合梁斜拉桥。该桥主梁宽高比大,主梁钢-混结合部构造和受力较为复杂。文章通过有限元法对钢-混结合部进行深入分析和研究,掌握了结合部钢与混凝土的应力分布情况、传力机理及承载能力性能,对应力集中部位进行了优化设计,确保结合部受力的可靠性和合理性。     

PBL剪力键钢混结合段设计与试验研究

混合梁桥是桥梁结构向大跨度发展的一种重要桥型,对混合梁的钢-混凝土结合段结构形式和剪力连接件主要是PBL键的发展与应用进行评述,结合世界第一座混合梁悬索桥的设计并通过PBL剪力键和栓钉对比推出试验、钢-混凝土结合段接头的对比试验、钢-混凝土结合段1∶4缩尺模型试验,得出一些有益的结论,为今后钢混结合段的设计与优化提供参考。     

五渡桥钢-混凝土结合段设计研究

介绍了房山五渡桥多种钢-混凝土结合段设计方案对比,分析各种常规桥梁中使用的钢-混凝土结合段构造优缺点,在其基础上通过优化构造,构思了一种新的钢-混凝土结合段构造,即内法兰预压式钢-混凝土结合段构造,拓宽了钢-混凝土结合段构造处理的新思路,达到了构造合理、安全经济、外形美观、施工方便的目的。     

钢-混凝土混合梁桥设计

连续梁桥的主跨用钢梁、边跨用混凝土梁,形成混合梁体系,使桥梁性能得到大幅度提高,并且具有跨越能力大的优点．但结合段的设计是混合梁桥设计的重点和难点。针对水屯路桥桥梁结构形式,分析对比了几种常用的剪力连接形式,论证了钢-混凝土混合梁结合部的刚度匹配及措施,为同类桥梁设计提供参考。     

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。     

剪力连接件在组合结构桥梁中的设计与新理念

剪力连接件是影响钢与混凝土组合结构受力性能、保证异种材料共同工作以提升综合性能的关键性构件。根据剪力连接件对钢与混凝土结合面相对滑移约束程度的不同将组合梁分类,结合典型实例,对适用于不同形式钢-混组合梁的传统与新型剪力连接件的构造与受力特点进行比较分析,探讨了剪力连接件在组合结构桥梁上的应用与钢混结合面设计的新理念。     

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。     

钢塔斜拉桥0~#块施工及主塔安装施工精度控制

近年来,我国桥梁建设事业得到突飞猛进的发展,目前已处于世界领先水平。一系列大跨径的斜拉桥、悬索桥在跨海、跨河等施工领域得到了广泛的应用,在确保桥下通航及桥上通车需求的同时,也成为一道道亮丽的风景。论文结合浙江省平湖市黄姑塘特大桥的施工,对钢塔斜拉桥0~#块与钢塔第一节段钢混凝土结合部的施工质量及主塔安装精度作简要阐述,便于后续同类桥梁施工参考借鉴。     

武汉鹦鹉洲长江大桥人字形钢-混叠合塔施工技术

武汉鹦鹉洲长江大桥2号中塔为国内首次采用纵向人字形钢-混叠合塔。下塔柱为钢筋混凝土结构,底节3m与承台混凝土一起浇筑;针对下塔柱截面尺寸大的特点,利用钢绞线作为模板拉杆。上段钢塔通过设置锚杆定位支架和限位装置、三向千斤顶等措施对T1节段进行精确定位;T1节段承压板下采取后压浆工艺,确保钢-混结合段密实、密贴;T3节段采用分块吊装、现场焊接技术;上横梁采用2节段无支架悬臂拼装技术。通过工厂预拼、现场测量和计算机模拟分析,提前对钢塔线形进行预控,并在调整接头设置合理的调整量,最终使钢塔安装线形满足设计和规范要求。     

某提篮拱桥拱肋下弦钢-混凝土结合段剪力钉分析及优化

某提篮拱桥拱肋充分利用了钢与混凝土结构的受力特点,将钢拱采用混凝土外包,形成钢-混凝土组合结构,拱肋截面突变且结构复杂。采用有限元软件对该钢-混凝土结合拱肋混合接头进行施工过程模拟,对拱肋下弦钢-混凝土结合段的剪力钉进行施工过程的有限元分析,研究该类结构下弦的受力特点及传力规律,并在此基础上对结构进行结构优化。优化后的混合接头结构剪力钉受力得到较大改善,符合相关规范要求。     

钢结构论坛

1组合梁纯弯段的钢与混凝土之间是否存在剪力？ dengmiao：在仅承受弯矩作用的钢-混凝土组合梁中，钢和混凝土的交界面（纵截面）上还有剪力分布吗？     

钢-混凝土组合剪力墙在平安金融中心的应用

在超高层结构的核心筒设计中,为减薄墙的厚度,可在剪力墙体中设置钢板,形成钢-混凝土组合剪力墙结构。结合平安金融中心项目的钢-混凝土组合剪力墙的结构设计与施工,对钢-混凝土组合剪力墙的连接构造、施工措施等进行探讨,并对其在工程中的应用提出一些建议。     

邢台紫金大桥设计关键技术

邢台紫金大桥为目前我国大跨径波形钢腹板与预应力混凝土组合箱梁桥之一,本文以此为背景,详细介绍了该类桥的结构构造特点;建立全桥三维空间有限元模型对结构整体受力及剪力滞效应进行了静力分析,对波形钢腹板的稳定性、钢腹板与混凝土顶底板结合部受力进行局部分析,同时对结构动力进行分析,得出自振特性,其结论可供同类工程设计参考。     

铁路混合梁斜拉桥钢-混结合段传力及疲劳性能试验研究

为了解大跨度铁路混合梁斜拉桥钢-混结合段的传力和疲劳性能,根据应力等效原则设计制作了结合段局部足尺模型,进行了疲劳验证加载和疲劳破坏加载,测试了疲劳加载过程中结合段钢箱梁及剪力钉的应力变化情况。同时,通过考虑钢和混凝土之间不同的摩擦系数,对摩擦力在结构剪力传递中的影响进行了研究。试验研究结果表明:利用接触分析,摩擦系数分别取0.1和0.6时,钢梁纵向应力计算值偏差在0.5%以内,说明在疲劳荷载作用下结构弹性受力时,钢和混凝土之间的摩擦力对剪力传递贡献较小;200万次疲劳验证试验过程中,结合段整体应力水平较低,各测点应力基本保持不变,结构传力安全可靠,具有良好的疲劳性能;100万次的疲劳破坏试验后,钢结构和剪力钉部分测点应力明显增大,结合段钢和混凝土出现黏结滑移现象,尤其在顶板位置,但结构整体稳定性良好,仍具有一定的疲劳安全储备。     

中国首座大直径混凝土钢塔封顶

近日,中国首座大直径混凝土钢塔——折达二级公路项目刘家峡大桥东桥塔顺利封顶,比计划提前了10d。刘家峡大桥工程是甘肃临夏折桥至兰州达川二级公路的重点工程,也是国内首座采用大直径钢塔混凝土作为桥塔的大桥。大桥高4m,宽16.5m,     

预应力装配式高耸风电塔架受力性能研究

预应力装配式高耸风电塔架下部为预制装配式混凝土塔筒,上部为钢塔筒,上端锚固于法兰环,下部锚固于基础内部。在风电塔架体内沿环向均匀布置竖向预应力拉索,张拉后将上部钢塔筒和下部装配式混凝土若干塔筒连接为整体。针对中间转换部分,采用转换段法兰环、变截面混凝土、预制混凝土竖向缝以及水平缝等连接构造。为研究该结构及各连接构造的受力性能,开展精细化有限元分析、拉索107次高周疲劳性能试验以及1∶3大比例尺模型试验,得到了结构关键部位的力学响应和破坏模式等。结果表明：设计荷载作用下,预应力装配式混凝土塔筒表现出弹性特征,可以安全地承受设计荷载;极限荷载作用下,预应力装配式混凝土塔筒段承载力储备充足,且上部钢塔筒先于混凝土塔筒段出现屈曲破坏,混凝土塔筒与钢塔的承载力比例设置合理,避免了混凝土塔筒先于钢塔筒破坏,验证了结构体系和连接构造设计的可行性;疲劳试验及有限元分析结果表明拉索能承受107次的疲劳次数,满足抗疲劳安全性要求。