三角钢管截面构件抗压性能的试验研究

主要介绍了一种新型截面的钢结构构件的试验分析。该截面由3块钢板和3个在角点处设置的钢管组成，围成一中空的三角形截面，分别进行轴心受压和偏心荷载的测试。试验结果表明钢管强度远大于期望值，并且钢管可以视为固定端以抵抗邻近钢板的局部变形，另外还发现由于两板之间钢管的存在，每块板是独立屈曲的，构件的最终破坏以钢管的局部破坏为准。     

钢桥面板顶板-U肋焊缝裂纹萌生特征及扩展规律

【目的】研究轮载作用下钢桥面板顶板-U肋焊缝裂纹的萌生特征及扩展规律。【方法】通过有限元方法建立钢桥面板节段模型,分析了不同轮载位置下构造的变形特征,明确了轮载位置与典型变形特征的对应关系,相应建立了3种局部简化模型。在局部模型的基础上根据应力分布确定了裂纹萌生特征,并基于断裂力学进行裂纹扩展三维数值模拟。【结果】模拟结果表明,在以顶板为主的变形条件下,顶板焊趾和顶板焊根的最大主应力明显大于U肋焊趾处,裂纹产生后Ⅰ型应力强度因子远高于Ⅱ型和Ⅲ型;在以U肋为主的变形条件下,顶板焊根和U肋焊趾处的最大主应力垂直于U肋厚度方向,裂纹产生后Ⅱ型和Ⅲ型应力强度因子占Ⅰ型应力强度因子K的20%～30%。【结论】实桥中轮载偏离焊缝正上方时,疲劳裂纹易从顶板焊根和顶板焊趾处萌生且沿顶板厚度方向扩展,以Ⅰ型裂纹为主;当轮载位于焊缝正上方时,疲劳裂纹易从顶板焊根和U裂焊趾处萌生并大致垂直U肋腹板扩展,属于Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ复合型裂纹,且扩展速率较快。     

钢结构抱柱梁的设计与应用研究

针对目前在桥梁整体同步顶升改造中普遍使用的混凝土抱柱梁施工周期长、墩柱界面连接强度弱、环境不友好、适用范围受限等不足,提出一种新型钢结构抱柱梁。钢结构抱柱梁采用可预制拼装的分离式钢结构,通过设置剪力键与双向预应力提高墩梁界面的承载力,并在抱柱梁承受集中力区域及应力集中部位设置加劲肋。结合浙江省某航道桥的整体顶升改造,对钢结构抱柱梁的结构布置及受力性能进行分析,并与相应的混凝土抱柱梁进行对比。分析结果表明,钢结构抱柱梁各部分受力均满足规范要求,与混凝土抱柱梁相比,钢结构抱柱梁高宽比较小、墩梁接触界面连接力大、结构可循环使用、施工效率大大提高。     

钢管约束下轻集料混凝土的紧箍效应及强度准则

通过钢管约束下核心轻集料混凝土的紧箍效应试验,得到核心混凝土在轴压作用下应力~变形关系曲线及试件破坏形态,重点对轻集料混凝土的紧箍效应及强度准则进行分析研究。试验和计算结果表明,在钢管的约束作用下,轻集料混凝土的延性和强度显著提高,但紧箍效应比普通混凝土小。根据试验结果建立了三向受压轻集料混凝土的强度准则。     

不同防护层索用钢丝的耐腐蚀性能

为比较6类常见索用钢丝的耐腐蚀性能,通过电化学实验方法,测量了该6类钢丝在相同腐蚀溶液中的自然腐蚀电位、极化电阻及腐蚀电流密度。实验结果表明：环氧钢丝的自然腐蚀电位和极化电阻最大;而涂抹防腐油脂能使钢丝的极化电阻明显增加,使腐蚀电流密度明显减小。因此,环氧钢丝和涂抹防腐油脂都具有优良的耐腐蚀性能。     

基于结构参数分析的桥梁静态模型修正研究

以盐通高速公路通扬运河特大桥主桥为工程背景,对该桥主梁的抗弯刚度,桥面板厚度,支座的转动刚度进行了灵敏度分析,结果表明主梁的抗弯刚度对结构挠度影响较大,桥面板厚度和支座的转动刚度则影响可以忽略。通过优化算法得到参数调整系数,对该桥模型进行修正,将修正后的模型计算结果与常规荷载试验结果进行比较,结果表明修正后模型的计算结果和实测数据吻合较好。     

正交异性钢桥面板U肋对接焊缝疲劳寿命评估

基于江阴长江大桥U肋对接焊缝实时动态应变监测,结合雨流计数法以及BS5400规范,对江阴长江大桥正交异性钢桥面板U肋对接焊缝疲劳寿命进行了研究。通过标准车辆荷载模型以及车流仿真模拟,获得移动车辆荷载作用下焊缝处的应力变化,进行了损伤度计算,并将数值计算与实测分析结果作了详细对比。实测结果表明:慢车道与快车道应力幅分别为70与110 MPa,均超过了该部位的疲劳极限值,随着疲劳损伤累计可能发生破坏。计算结果显示车辆经过桥面时焊缝处产生了较大的应力幅,但以损伤累计以低循环累计为主。慢车道U肋对接焊缝处疲劳寿命低于大桥设计寿命,应当及时给予关注。     

核心混凝土对钢管混凝土受剪性能影响的试验

在钢管轻集料混凝土抗剪性能研究的基础上,进行了核心混凝土对钢管混凝土抗剪性能影响的试验．从抗剪试件的变形和应变变化过程的特征人手,分析了不同混凝土类型、不同混凝土强度试件以及空钢管的受力性能差异,对比了核心混凝土在抗剪受力过程中粘结滑移的影响．试验结果表明：钢管混凝土构件在受剪时,钢管对混凝土提供了套箍作用,而核心混凝土填充于空钢管中,可显著提高空钢管的抗剪性能．在参数相同的情况下,钢管轻集料混凝土与钢管普通混凝土构件的受剪性能相当,混凝土的强度对钢管轻集料混凝土构件的抗剪性能影响不明显．钢管混凝土构件在受剪时,核心混凝土与钢管之间存在微小滑移,对抗剪性能的影响可忽略．     

基于管养数据的高速公路板梁桥病害特征分析

分析了江苏交通控股桥梁管养系统中一段通车15年高速公路管养数据,确定了板梁桥的主要病害形式及主要病害特征;利用Microsoft Visual Basic for Application(VBA)程序实现了对病害属性的识别和提取,建立了新的病害特征数据库;统计分析了板梁桥的总体病害特征、主要构件病害在不同跨径板梁桥的分布特征以及主要构件病害随时间的发展特征。结果表明:梁体裂缝是最主要的病害形式,其次是支座病害和墩台病害;8、10、13 m梁底板横向裂缝最为集中,16 m梁的腹板竖向裂缝和20 m梁的翼板横向裂缝突出;支座主要病害随跨径线性增加,墩台裂缝随跨径线性减少;板梁桥裂缝病害随年份总体呈增加趋势,其中底板横向、腹板竖向、翼板横向裂缝在通车11年后趋于缓和;支座主要病害随年份增加迅速,尤其在通车11年后急剧增加。     

核心混凝土性能对钢管混凝土稳定系数的影响研究

通过对钢管普通混凝土长柱和钢管轻集料混凝土中长柱的轴压试验结果的比较,结合对普通混凝土和轻集料混凝土的本构关系曲线的分析,研究了核心混凝土性能对钢管混凝土轴压中长柱稳定系数的影响。研究结果表明,在长细比相同的情况下,钢管混凝土轴压中长柱的稳定系数与核心混凝土的峰值应力无关,而取决于核心混凝土的峰值应变。核心混凝土的峰值应变越大,钢管混凝土中长柱的稳定系数越大。