分离式钢混组合箱梁桥力学特性研究

以一分离式钢混组合箱梁桥为对象通过建立三维板壳元模型,以弹簧单元模拟剪力钉,对比分析了在活载及混凝土收缩分别作用下剪力钉的受力分布特性;研究了剪力钉刚度对组合梁结构力学性能的影响。结果表明:剪力钉在混凝土收缩作用下的受力远大于车辆活载作用下的受力;剪力钉刚度取值对结构受力性能的影响不大。     

佛山平胜大桥钢混结合段设计

针对佛山平胜大桥钢混结合段的受力特点,采用PBL剪力键作为其主要的连接构件,进行了详细的构造设计和空间局部应力分析,确保结构安全可行。通过钢混结合段PBL剪力键和栓钉对比推出试验和钢—砼结合段1∶4缩尺模型试验验证,采用PBL剪力键作为钢混结合段及组合结构主要的连接构件的设计理念是科学可行和合理的,应得到广泛应用。     

佛山平胜大桥钢混结合段设计

针对佛山平胜大桥钢混结合段的受力特点,采用PBL剪力键作为其主要的连接构件,进行了详细的构造设计和空间局部应力分析,确保结构安全可行.通过钢混结合段PBL剪力键和栓钉对比推出试验和钢一砼结合段1:4缩尺模型试验验证,采用PBL剪力键作为钢混结合段及组合结构主要的连接构件的设计理念是科学可行和合理的,应得到广泛应用.     

沪崇苏越江大桥索塔锚固区钢混结合面接触分析

采用非线性接触单元模拟了大跨度斜拉桥索塔锚固区钢混结合面的紧压密贴关系,分析了钢混结合面非线性接触对剪力钉的受力影响,计算结果与不考虑接触的简化方法进行了比较,结合面考虑接触效应后,剪力钉内力分布规律和钢混结合面完全分离的结果基本一致,剪力钉最大剪力减小幅度为2.3%～13.8%.     

钢混组合箱梁桥设计及性能研究

钢混组合箱梁桥不仅能充分发挥钢和混凝土各自材料力学性能的优势，而且具有箱梁桥的抗弯及抗扭性能好、跨越能力强等特点，同时因为其翼缘悬臂长，桥梁造型美观，近年来在城市桥梁设计中受到越来越大的关注。现论述一座城市钢混组合箱梁桥设计，计算分析负弯矩区混凝土桥面板开裂、剪力钉布置方式、桥面板制作方式等3种因素对桥梁结构性能的影响，其结果可供同类工程参考。     

苏州东环南延钢混组合梁结合段设计

针对新建苏州东环南延钢混组合梁设计,重点介绍该桥的钢混结合段构造、计算等方面的工作。该桥钢混接头采用了PBL剪力板、剪力钉、纵向预应力钢绞线、纵向预应力粗钢筋等构造措施,形成了全截面连接承压传剪式的传力体系。关键部位受力分析结果对类似工程设计具有参考作用。     

混合梁悬索桥钢混结合段局部应力分析

为了解混合梁悬索桥钢混结合段受力性能,为该类型桥梁的设计和科研提供参考,以某混合梁悬索桥工程为背景,采用有限元软件对该桥钢混结合段进行施工过程模拟,分析该部位在各施工阶段下的应力分布特点及变化规律.同时,建立边主梁结合段有限元模型,研究钢混结合段中剪力钉受力状态、结合段各部位传力途径和比例等.分析结果表明:该桥结合段钢结构、混凝土应力基本满足规范要求,仅在混凝土局部较小区域位置拉应力偏大,需要在构造上采取相应措施;结合段剪力钉最大受力为52.3 kN,小于规范限值,说明剪力钉静力承载力不控制结合段设计.     

集簇式焊钉连接件抗剪承载力试验及计算方法

为了深入研究集簇式焊钉连接件的抗剪性能,结合装配式钢混组合桥梁焊钉连接件布置特征,以焊钉层间距和焊钉排数为变化参数,设计并完成了5组共10个焊钉连接件的静力推出试验,并建立了25组集簇式焊钉连接件精细化有限元模型,提出了同时考虑焊钉层间距和焊钉排数引起的群钉效应的单钉抗剪承载力折减系数计算公式。试验和分析结果表明：集簇式焊钉连接件受剪作用下由于各排焊钉之间剪力传递的不均匀性出现分批剪断现象,焊钉层间距较小时,各层焊钉之间混凝土破坏区域发生重叠,削弱了焊钉的抗剪承载力;与单钉连接件的荷载-滑移曲线特征不同,集簇式焊钉连接件持荷段较长,呈现出较好的延性,其破坏阶段呈阶梯状分布规律,验证了各排焊钉之间的承剪不均匀现象;单钉平均抗剪承载力随焊钉层间距增大而增大,随焊钉排数的增加而减小,当焊钉层间距超过8d时,可忽略其对抗剪承载力的影响;受预制桥面板预留剪力槽孔尺寸限制,装配式钢混组合桥梁常用的集簇式焊钉连接件层间距取值为4d～8d,排数取值为3r～7r;基于推出试验和有限元参数分析结果提出了同时计入焊钉层间距和焊钉排数的集簇式焊钉连接件抗剪折减系数实用计算公式,可为装配式钢混组合桥梁中集簇式焊...     

大跨径组合梁斜拉桥钢混界面连接研究

通过主跨800 m组合梁斜拉桥方案试设计研究,结合考虑滑移的组合梁单元,重点研究了拉索水平力作用下钢混界面剪力分布规律,提出了组合梁斜拉桥连接件优化设计的循环迭代方法;得出在焊钉连接件满足承载力要求时,钢混界面滑移对结构受力的影响基本可忽略的结论。     

混合梁钢混结合段格室受力精细化分析

钢混结合段是混合梁研究的重点,如何模拟结合段复杂构造是结合段受力性能分析的关键。现以某混合梁斜拉桥为背景,开展了钢混结合段格室受力的精细化分析,研究钢混结合段的受力特性。精细化分析利用ANSYS截取结合段格室局部建立有限元模型,模拟其格室、承压板、开孔板、剪力钉和PBL键的构造,分析其在轴向力作用下的响应,剪力钉的传力规律,混凝土与钢格室之间的相对滑移关系,以提出结合段合理的简化模拟方法,为类似结合段的分析提供参考。     

简支组合曲梁与简支组合直梁上焊钉剪力比较

采用ANSYS有限元程序计算了不同荷载、不同焊钉布置形式下简支组合曲梁和简支组合直梁的受力,比较焊钉在组合曲梁和组合直梁中的剪力分布.组合曲梁的焊钉与组合直梁相比,不仅有切向剪力还有法向剪力,法向剪力沿梁长度方向是在梁中间大两端小.当组合曲梁布置单排焊钉时,可以忽略法向剪力分量,用焊钉切向剪力近似代替其总剪力是可行的.当组合曲梁布置双排焊钉时,同一截面的内、外侧两排焊钉受力不均匀,外侧焊钉剪力平均值是内侧焊钉剪力平均值2.52倍以上,在设计时需注意.     

PBL和PZ组合销剪力连接件承载力试验研究

为了研究剪力连接件在波形钢组合桥面板中的抗剪承载力性能,给钢混组合结构的设计提够参考,采用了推出试验方法,考虑了贯穿钢筋、椭圆孔、黏结摩擦力等影响因素,设计并制作了8组试件,得出了荷载-滑移曲线,分析了两类剪力连接件的承载力、滑移量、抗剪刚度、延性系数等静力性能指标.考虑组合销本身及椭圆孔的作用,提出了应用在波形钢组合...     

大跨度钢—混组合梁桥剪力群钉受力分析研究

组合梁仿真分析时将多个剪力钉简化成一个等效剪力群钉进行模拟,不能准确得到每个剪力钉的受力情况.为解决此问题,根据实桥集束式剪力钉布置方式制作剪力群钉推出试件,并进行推出试验,得知群钉中最不利的单个剪力钉承担了32％～37％的总剪力(平均值仅为25％);由大跨度组合箱梁整体模型计算得到剪力群钉受力均值、钢-混凝土相对位移及钢梁与混凝土桥面板的受力状况;根据剪力群钉荷载分配比例对组合梁整体计算得到的剪力钉计算结果进行修正.结果表明,将剪力群钉受力均值换算得到剪力钉受力极值的方法,可实现对大跨度组合梁及其剪力钉的精确仿真分析.     

钢-混组合结构剪力连接件及承载力计算方法

钢-混组合结构因能够充分发挥钢材与混凝土两种材料的特性,在桥梁工程中得到了广泛应用。为了进一步研究钢-混组合结构中剪力连接件的类型及设计方法,在现有常用剪力连接件的基础上,总结了剪力连接件的类型、作用及设计要求,并参考国内外相关规范,总结了栓钉和PBL剪力连接件的承载力计算方法,为此种剪力连接件在桥梁工程中的应用提供了参考依据。     

斜拉桥钢-混凝土组合索塔锚固区焊钉剪力分布

结合上海长江大桥工程,采用空间有限元模型,计算在斜拉索索力作用下钢-混凝土组合索塔锚固区焊钉的剪力,分析焊钉竖向剪力、横向剪力和合剪力分别在索塔竖桥向和横桥向的分布规律.结果表明各剪力沿索塔竖桥向和横桥向分布相当不均匀,在竖桥向塔顶焊钉剪力大、塔底剪力小,在横桥向外侧焊钉剪力大、中间焊钉剪力小.对焊钉横向间距的调整,能有效改善焊钉剪力在横桥向的不均匀程度.焊钉刚度对焊钉最大剪力有很大影响,在设计中需予以重视.     

连接形式对斜拉桥组合索塔钢锚箱剪力钉受力的影响

介绍斜拉桥组合索塔中钢锚箱的连接情况,结合具体工程,建立组合索塔锚固区三维实体有限元模型,计算了不同钢锚箱连接情况下的剪力钉受力,通过对剪力钉剪力分布规律的比较,得到钢锚箱节段间全部连接而且最底部钢锚箱和混凝土上的钢垫板紧密结合,是剪力钉受力最合理的一种结构形式.     

基于PBL-栓钉组合剪力键的钢-UHPC组合桁式拱桥节点拉拔性能研究

为研究概念设计的1000 m钢-UHPC组合桁式拱桥新结构中拱肋-腹杆节点构造形式、UHPC强度对节点拉拔性能的影响,及新型PBL-栓钉组合剪力键应用于拱肋-腹杆节点的有效性,设计制作缩尺比为1∶5的4种采用不同剪力键形式(1对PBL剪力键+2排栓钉、2对PBL剪力键+3排栓钉、2对PBL剪力键、3排栓钉)的拱肋-腹杆...     

钢混叠合式梁拱组合桥设计

鄂尔多斯市东胜区苏杨公路一号桥上跨包茂高速公路,桥型采用三跨连续的钢混叠合式梁拱组合桥,跨径组合为35m+90m+35m。该桥设计充分考虑施工方式对下穿包茂高速公路的影响及景观因素,主梁采用工厂节段加工、现场焊接的钢梁格,通过剪力钉连接预制混凝土桥面板;拱肋为钢箱结构,由上、下肢拱通过刚性竖杆连缀而成,焊接于钢系梁顶面。整幅桥全宽50m,两拱肋中心间距33m,不设风撑,为国内整幅最宽的钢混叠合式梁拱组合桥。就此对该桥的结构设计特点、构造与施工要点等进行了简要介绍。     

常泰长江大桥组合索塔锚固结构钢-混传剪构造足尺模型试验研究

常泰长江大桥索塔锚固结构采用钢箱-核芯混凝土组合结构,为研究该新型组合索塔锚固结构钢-混传剪构造的受力特性,进行钢-混传剪构造足尺模型试验研究。制作2个锚固结构足尺节段试验模型,通过压剪试验研究锚固结构的荷载～滑移曲线及应力、应变分布等受力特性,并通过有限元模型分析锚固结构的传力机理和各组件的内力分配比例,推导剪力钉剪力计算方法。结果表明：在2.14倍单索最大索力荷载作用下,锚固结构保持弹性状态,钢壁板未产生明显滑移,钢-混界面最大滑移不超过0.25 mm,该锚固结构中钢-混传剪构造至少具有2.14倍的安全系数;荷载作用下,剪力钉剪力从上至下逐渐增大,锚腹板附近底部3排剪力钉剪力较大,钢-混传剪构造至少存在剪力钉和界面摩擦力2种传剪机制,钢-混传剪构造的承载能力显著提高;钢-混传剪构造受力过程分为粘结力传力阶段和局部滑移阶段,剪力钉剪力分布不仅与沿剪切方向长度分布有关,也与荷载的大小线性相关。     

复杂应力条件下快速施工钢-混组合梁群钉推出试件参数分析

为了研究快速施工钢-混组合结构中群钉剪力连接件在复杂应力条件下的受力特性,探讨焊钉尺寸和不同应力条件对群钉推出试件受力特性的影响,基于混凝土和焊钉损伤塑性模型,考虑结构非线性行为,采用数值有限元法对设计的5组不同参数的群钉推出试件进行数值模拟及分析。在此基础上,进一步分析了不同横弯力和预压应力对焊钉周围的混凝土性能和焊钉失效模式的影响。结果表明:横弯力和预压应力对焊钉的滑移影响较小,但对焊钉的抗剪承载能力和抗剪刚度影响较大;增大横弯力和预压应力,焊钉的抗剪承载力最多可提高31%,抗剪刚度最多可提高61%;焊钉高度大于其直径的4倍时,其高度变化对群钉中焊钉的平均抗剪承载能力和抗剪刚度影响不大;基于混凝土和焊钉损伤塑性模型的有限元建模方法可以较好地用于钢-混组合结构群钉力学行为的参数分析;横向预应力的施加,能够有效改善群钉周围混凝土的性能,提高群钉剪力连接件的刚度和钢-混组合结构耐久性,为群钉在快速施工钢-混组合结构桥梁中的应用提供新的技术选择。