嵌入式波形钢板剪力键推出试验及数值分析

为探究波形钢板剪力键的抗剪性能和破坏机理，设计了开孔和无孔2类波形钢板剪力键试件，进行推出试验研究。测试了试件的抗剪刚度、抗剪承载力、加载过程及破坏模态，随后采用有限元软件对试验全过程进行模拟，并开展波形钢板剪力键构造参数分析，探讨了混凝土强度、钢板厚度和高度的影响。根据试验和有限元分析结果，提出了波形钢板剪力键承载力计算公式。研究结果表明：波形钢板剪力键具有较高的抗剪承载力和良好的延性，当荷载-滑移曲线进入水平段后，仍能承受较大的相对变形，同时保持承载力不降低。无孔类剪力键依靠倾斜钢板材料的屈服来传递剪力，抗剪承载能力较高；开孔类剪力键主要通过倾斜钢板传递剪力，贯通钢筋和混凝土榫也能发挥一定的抗剪作用。剪力键开孔及设置贯通钢筋能增强混凝土板的整体性，开孔类剪力键试件的裂缝分布范围更大。试件破坏时，波形钢板剪力键发生明显变形，钢材达到极限强度，材料的利用效率高；波形钢板厚度、波形钢板高度和混凝土强度均是影响波形钢板剪力键抗剪承载力的关键因素，设计时需综合考虑并进行合理匹配，以便充分发挥各材料的性能；提出的波形钢板剪力键承载力计算公式与试验测试结果吻合较好。     

剪力钉倾斜对其力学性能影响分析

为了研究剪力钉倾斜对其抗拉拔以及抗剪等力学性能的影响,通过ABAQUS有限元软件进行有限元模拟,在模型论证的基础上,分析了剪力钉不同倾斜角度对其抗拉拔性能以及抗剪性能的影响,给出了剪力钉倾斜角度与其抗拉拔承载力和抗剪承载力的关系.结果表明:随着倾斜角度的增大,剪力钉剥离量先增大后减小,其抗拔承载力逐渐降低,且降低幅度较...     

小西湖黄河大桥剪力滞效应试验和理论研究对比

兰州市小西湖黄河大桥采用矮塔斜拉桥方案，桥跨布置为81．2m＋136m＋81．2m，单索面，主梁采用梯形截面单箱三室箱梁，是我国仅有的几座部分斜拉桥之一。针对大桥设计中部分斜拉桥箱梁的剪力滞效应及抗震性能等关键技术问题，采用主桥整体有机玻璃缩尺模型进行了剪力滞效应及动力特性的模型试验研究，并同时对该模型进行了理论对比研究。模型试验结果与有限元分析结果吻合较好，说明采用有限元方法能够较好地计算出部分斜拉桥的剪力滞效应和动力特性。因此，可以通过有限元分析计算出实桥的剪力滞效应和动力性能。     

薄壁箱梁剪力效应研究理论的若干问题讨论

对我国在预应力混凝土箱梁结构剪力滞效应方面的主要研究方法进行了评述，通过实例比较各方法的计算精度和适用范围，并提出了有待于进一步研究解决的若干问题及其研究的努力方向。这对于加速箱剪力滞理论的深入研究，为大跨，新型桥梁结构的性能评价提供正确的计算模型有一定的参考价值。     

预制装配式组合剪力钉试验研究

为研究预制装配式组合剪力钉(PCSS)的抗剪性能,考虑剪力钉布置形式、剪力钉个数、钢与混凝土界面粘结对抗剪性能的影响,设计制作了9组试件(8组PCSS试件和1组常规剪力钉试件),采用MTS 5000kN试验机进行推出试验,分析试件的破坏形式、极限承载力、滑移性能和抗剪刚度。结果表明,与常规剪力钉相比,PCSS试件的极限承载力较高,其破坏形态为延性破坏;剪力钉越多,PCSS试件的承载力越高,但PCSS试件的荷载~滑移曲线的趋势不受剪力钉个数的影响;钢与混凝土界面的粘结程度越高,PCSS试件的抗剪承载力和抗剪刚度也越大。建议不考虑界面粘结对承载力的提高作用,以钢与混凝土界面全光滑粘结试验值作为设计依据,提高结构安全储备。     

行车纵剪力损伤路面的机理

研究了行车纵剪力计算与损伤路面的机理。建立半刚性路面的有限元模型，计算路面裂纹在行车纵剪力作用下的应力强度因子。行车纵剪力是服从正态分布的随机过程，标准方差可以通过行车纵振路面谱和车辆纵振模型得到；裂纹从上到下扩展的速度明显快于从下往上扩展的速度；裂纹扩展的速度与行车纵剪力的4次幂成正比；行车纵剪力对路面的裂纹损伤远远大于轮胎压力。     

用高强螺栓作为结合梁桥的剪力连接件

在预制预应力混凝土桥面板与多片I字形截面的钢梁构成的结合梁桥上，用高强螺栓剪力连接件代替传统的焊接式剪力钉连接件来连接板、梁是一种新的尝试。通过详细阐述高强螺栓剪力连接件工作特性、计算理论、受力分析及施工工序，并与传统的焊接式剪力钉连接件结合梁桥比较，论证了高强螺拴剪力连接件结合梁桥的可行性及其具有的施工方便、快捷、安全，更换桥面板经济、容易等众多优点。     

PBL剪力连接件受力性能的有限元分析

为验证有限元分析方法研究PBL剪力连接件受力性能的可行性和准确性,首先,应用ANSYS有限元软件建立了某大桥PBL剪力连接件的实体模型;其次,基于有限元模型,对影响PBL剪力连接件受力性能的混凝土强度等级、钢板开孔直径、贯穿钢筋直径、贯穿钢筋强度、是否设置贯穿钢筋等5个影响参数值进行分析;最后,将有限元计算结果与推出试验得出的数据和经验公式计算的数据进行对比分析。结果表明:在相应影响参数下,有限元计算结果与两组数据的差异均在合理的范围内;应用ANSYS对PBL剪力连接件的受力性能进行有限元分析是可行的,可以辅助推出试验和经验公式对PBL剪力连接件进行研究。     

腹板嵌入式压型钢板组合梁中剪力连接件的推出试验

腹板嵌入式压型钢板组合梁是在腹板嵌入式组合梁的基础上增加压型钢板后形成的一种新型组合梁,由于压型钢板的存在,剪力连接件的抗剪性能可能会发生一定的改变。通过对12个推出试件进行试验,研究了腹板嵌入式压型钢板组合梁中剪力连接件抗剪承载力的特性,并通过参数回归方法拟合出了剪力连接件抗剪承载力的计算公式。试验结果表明:腹板嵌入式压型钢板组合梁的剪力连接件抗剪承载力随着齿口高度、混凝土强度等级的增加而提高;压型钢板对剪力连接件的抗剪承载力有一定程度的降低。     

装配式组合梁剪力钉滑移性能研究

根据装配式钢-混凝土组合梁桥道板快速安装的工程需求,设计了水平布置的装配式组合梁剪力钉。为了研究装配式组合梁剪力钉的滑移性能,进行两类共24个试件的推出试验。试验结果对比表明,与常规竖向布置剪力钉相比,装配式组合梁剪力钉的峰值荷载更大、滑移有更明显的稳定平台、结构延性更好,有利于装配式组合梁的推广应用。根据试件荷载-滑移曲线的特征,首次提出含下降段的剪力钉荷载-滑移本构方程,从而为装配式组合梁全桥精确模拟研究提供借鉴。     

装配式箱梁剪力键的足尺试验

介绍了3种不同情形剪力键在美国俄亥俄州的装配式箱梁中的应用，与箱梁相关的一个问题是剪力键开裂。对3种剪力键进行试验，提出了各种办法来防止剪力键开裂。     

钢—混凝土组合桥中新的剪力连接器的发展与试验

传统的钢－混凝土组合桥的钢梁总是有上翼缘的。在德国，新研制了一各 Ｐｅｒｆｏｂｏｎｄ Ｓｔｒｉｐ的剪力连接器，它能在钢与混凝土在的连接任务套购风梁的上翼缘板可以取消，特介绍了这种剪力连接器的试验结果、计算公式以及应用ＰｅｒｆｏｂｏｎｄＳｔｒｉｐ剪力连接器而取消了钢梁上翼缘的组合桥的工作性能和疲劳特性。     

桥梁减隔震钢支座剪力销剪断性能试验研究

该文介绍了剪力销在减隔震钢支座中的作用及可能的失效形式,对不同规格、不同数量以及不同布置方式下的剪力销进行了剪断性能试验。试验结果表明:抗剪力随着剪力销数量的增加呈线性增加,随着最小剪断直径的增加呈平方增加,而布置方式对抗剪力基本无影响;依据试验结果,提出减隔震钢支座剪力销剪断力采用极限强度设计更为合理;且当支座采用多剪力销结构时,支座剪力销挡块应尽量采用整体式设计方案。     

木－混凝土组合梁剪力连接件研究现状

木－混凝土组合梁受力性能优劣的关键在于剪力连接件的设置,为指导连接件设计,从剪力连接件构造形式、连接件破坏形式、连接件抗剪承载力计算方法、连接件抗剪刚度计算方法等方面,全面介绍目前国内、外学者的研究成果,并对研究中存在的问题进行了分析。研究分析可知,现已有多种可靠的连接件运用于木－混凝土组合梁工程实际中,并表现出优异的连接性能。其中,剪力榫－锚钉型连接件是整体性能相对最好的连接件形式,具有在相关土木建筑领域的推广应用价值。     

连续弯箱梁桥剪力滞效应分析

在对称荷载作用下箱形截面梁法向应力是不均匀的，在开口截面称之为“翼缘板有效分布宽度”，在闭口截面称之为“剪力滞效应”，研究剪力滞效应，主要是为了满足设计的要求，保证结构的安全，本文结合实际工程，主要介绍弯箱梁桥剪力滞效应的一些特征以及和直线梁桥剪力滞效应的区别。     

箱梁设计中对剪力滞的考虑

本通过箱梁板壳模型的精确分析，探讨梁式桥梁箱梁设计过程中其剪力滞效应对主梁法向应力的影响，相应提出设计中可近似按联邦德国DIN1073规范中对梁缘有效宽度预以考虑，同时模型的有限元分析提出剪力滞对主梁竖向位移无明显影响，故不应按梁缘有效宽度再预折减。     

贯通钢筋PBL剪力键静动载性能试验研究

为研究钢-混凝土结合段部位PBL剪力键结构的极限抗剪承载力与疲劳性能,依据某大桥钢-混凝土结合段剪力键实际结构,设计并制作了14个PBL剪力键结构推出试件进行静载与疲劳推出试验,分析了其荷载~滑移曲线、疲劳性能及疲劳破坏方式,并拟合得到荷载~滑移曲线计算公式及失效概率为50%与2.3%时的荷载与寿命曲线方程。结果表明:在静载推出试验中,PBL剪力键结构试件混凝土纵向劈裂破坏,其极限承载力均值为198.11kN;在疲劳试验中,试件混凝土榫破碎,同时贯通钢筋被剪断。     

装配式组合梁剪力钉抗剪承载力研究

为给装配式组合梁剪力连接件的设计施工提供参考,针对装配式组合梁中剪力钉的布置特点,考虑荷载作用等级和剪力钉数量的影响,进行纵向荷载作用下剪力钉连接件的抗剪性能和极限承载力试验研究。采用推出试验的方法,设计了2类共24个剪力钉推出试件,考察试件从受载到破坏全过程的抗剪机制,再利用约束混凝土基本力学原理对试件剪力钉核心区的混凝土进行力学分析从而提出其承载力设计算法,并将计算结果与试验结果进行对比分析。结果表明:相对于常规剪力钉试件,同规格装配式剪力钉试件抗剪承载力高20%以上,峰值滑移增加近1倍,混凝土板裂缝扩展不明显;弹性阶段2类试件荷载-滑移规律相差不大,弹-塑性阶段装配式剪力钉试件荷载-滑移曲线的峰值点向上向后移,破坏阶段装配式剪力钉试件的整体性保持较好;计入混凝土约束增强作用后的承载力计算公式,其计算值与试验值吻合较好,且安全富余度满足规范要求。研究显示,剪力钉周围混凝土受到的约束作用对其纵向抗剪承载力和延性的提高有重要贡献。     

小西湖黄河大桥剪力滞效应试验和理论研究对比

兰州市小西湖黄河大桥采用矮塔斜拉桥方案,桥跨布置为81.2 m+136 m+81.2 m,单索面,主梁采用梯形截面单箱三室箱梁,是我国仅有的几座部分斜拉桥之一.针对大桥设计中部分斜拉桥箱梁的剪力滞效应及抗震性能等关键技术问题,采用主桥整体有机玻璃缩尺模型进行了剪力滞效应及动力特性的模型试验研究,并同时对该模型进行了理论对比研究.模型试验结果与有限元分析结果吻合较好,说明采用有限元方法能够较好地计算出部分斜拉桥的剪力滞效应和动力特性.因此,可以通过有限元分析计算出实桥的剪力滞效应和动力性能.     

正交异性钢-UHPC组合桥面板剪力连接件抗疲劳性能分析

以某特大桥为依托,采用有限元方法计算了大桥钢箱梁节段模型中,正交异性钢-UHPC组合桥面板在轮轴荷载作用下其剪力连接件在横桥向间距由原设计的150 mm增加至300 mm时的应力分布特征及应力影响面;基于雨流法和Miner疲劳损伤累积理论,计算了组合桥面板剪力连接件在设计疲劳荷载下的等效应力幅与疲劳累积损伤度。结果表明,优化后的剪力连接件抗疲劳性能满足规范要求。在此基础上,研究了组合桥面板剪力连接件的直径、间距对其疲劳性能的影响,结果表明,栓钉剪力连接件的直径由13 mm增大到19 mm时,剪力连接件的应力幅值及抗疲劳性能基本保持不变;剪力连接件的横向间距由300 mm增加至600 mm,纵向间距由200 mm变为400 mm时,其应力幅值普遍有所增大,但依然满足在大桥设计寿命期内抗疲劳设计使用要求。