钢-混凝土组合梁负弯矩区局部屈曲分析

侧向弯扭屈曲均为钢-混凝土组合梁负弯矩区重要屈曲模式,本文利用工形钢-混凝土组合梁中钢梁腹板在纵向线性分布应力作用下对钢梁下翼缘的侧向约束刚度计算公式,结合能量法推导了工形钢-混凝土组合梁负弯矩区钢梁的弯扭屈曲应力计算公式,并进一步获得了相应的屈曲弯矩。通过实例分析表明:现有计算方法存在一定理论缺陷,其计算结果偏差较大,计算方法更为合理。同时所得计算公式形式非常简洁,适于工程应用。     

圆管翼缘钢-混凝土新型组合梁极限抗弯承载力与延性

为研究圆管翼缘组合梁的抗弯性能, 进行了3根圆管翼缘组合梁静力加载抗弯破坏性试验, 分析了试验梁的抗弯破坏过程与破坏特征; 考虑混凝土损伤塑性本构及栓钉滑移与断裂, 建立了圆管翼缘组合梁非线性数值模型, 基于试验结果分析了数值模型的适用性; 以钢梁下翼缘宽度、混凝土翼板厚度与圆管管径为主要结构参数, 计算了48根正交设计的圆管翼缘数值模型组合梁的力学性能; 依据试验梁与数值模型梁的抗弯受力性能, 提出了基于简化塑性理论的圆管翼缘组合梁极限抗弯承载力计算公式; 应用数值模型梁位移延性系数计算结果, 回归得到了圆管翼缘组合梁位移延性系数计算公式。计算结果表明: 数值模型组合梁与试验梁承载力比值为0.99~1.03, 挠度比值为0.87~1.09, 因此, 弯矩-挠度计算曲线与试验曲线吻合良好, 可采用数值模型组合梁准确模拟圆管翼缘组合梁的抗弯全过程受力行为; 圆管翼缘组合梁极限抗弯承载力随钢梁下翼缘宽度、混凝土翼板厚度的增大而增大, 随圆管管径的改变变化较小, 位移延性系数随混凝土翼板厚度与圆管管径平方的增大呈线性增大, 随钢梁下翼缘宽度的增大呈线性减小; 不同塑性发展程度的各类模型梁位移延性系数为3.16~7.19, 体现了较好的延性; 采用极限抗弯承载力简化计算公式与圆管翼缘数值模型组合梁计算的极限抗弯承载力比值为0.91~1.09, 平均比值为0.98, 因此, 公式计算结果准确; 为使圆管翼缘组合梁具有一定延性, 建议位移延性系数大于3.5。      

组合梁负弯矩区UHPC接缝有限元分析研究

针对连续组合梁桥负弯矩区桥面板易开裂的问题, 提出了新型钢-混组合梁负弯矩区 UHPC (Ultra-High Performance Concrete) 接缝方案。 使用 Abaqus 有限元软件对试验梁的加载过程进行模拟, 并验证了有限元建模方法的正确性, 分析了 UHPC 层内配筋率、 UHPC 龄期及钢梁下翼缘钢板厚度对结构抗弯性能的影响。 研究结果表明, 新型钢-混组合梁负弯矩区 UHPC 接缝结构具有技术先进性, 配筋率的增大可提高组合梁 UHPC 接缝结构的抗弯能力, UH? PC 龄期的变化主要影响抗裂性能, 而钢梁下翼缘厚度的改变对抗弯承载力的提高作用较为明显; 为充分发挥钢筋的受拉作用, 提高结构的极限承载力, 须采取一定措施防止钢梁提前屈曲。     

钢板梁腹板的纯剪屈曲计算

本文讨论了钢板梁腹板在剪切极限状态下的设计准则，根据复合有限条法对板的屈曲分析结果，给出考虑翼缘的束影响屈曲系数设计曲线，同时还给出了考虑膜板屈后强度时极限承载力的计算方法。     

钢板组合梁数值模拟研究

钢板组合梁最大的技术特点是组合后的结构性能比两种材料各自的力学性能更佳。采用有限元软件对钢板组合梁进行模拟分析,对其承载能力极限状态、正常使用极限状态、疲劳、变形以及连接件抗剪进行验算。结果表明设计方案满足规范要求,受力性能较好。     

新型装配式UHPC华夫型上翼缘组合梁受力性能

为综合解决传统钢-混凝土组合结构中混凝土桥面板自重偏大和负弯矩区易开裂的问题,引入超高性能混凝土（ultra high performance concrete,UHPC）华夫板代替普通混凝土桥面板,提出一种新型组合梁—装配式UHPC华夫型上翼缘组合梁. 以某典型3跨连续梁桥为研究对象,分别建立3跨连续梁整体和中支座区域梁段的有限元模型,研究了不同荷载工况下新型装配式UHPC华夫型上翼缘组合梁的受力性能,分析了UHPC华夫型上翼缘关键设计参数对该新型组合梁力学性能的影响规律,对比研究了组合榫型剪力槽与栓钉型剪力槽对该新型组合梁受力性能的影响. 研究结果表明:在恒 + 活组合作用下,中支座负弯矩段华夫型上翼缘纵肋底缘和面板最大拉应力均小于配筋UHPC的抗拉强度设计值;当UHPC华夫型上翼缘纵、横肋宽90 mm、高200 mm,纵肋间距700 mm,横肋间距600 mm,面板厚60 mm时,UHPC华夫型上翼缘受力较为合理;组合榫型剪力槽更适用于新型装配式UHPC华夫型上翼缘组合梁.      

带管翼缘的钢-混凝土组合梁抗弯性能试验研究

为了研究带钢管混凝土上翼缘的钢-混凝土组合梁在静载作用下的抗弯性能,进行了组合梁静力试验,建立了组合梁有限元模型,进行了非线性静力变参数分析。基于钢材的理想弹塑性模型和圆形钢管约束混凝土模型,建立了正截面抗弯承载力理论分析模型。研究结果表明:新型组合梁满足平截面假定,抗弯承载力大,延性好,钢管内填混凝土与管壁无滑移;极限抗弯承载力随含钢率与钢材的屈服强度的提高而增大,管内填混凝土强度的提高对极限承载力影响不大,但可以显著提高其延性,因此,在新型组合梁设计过程中要考虑内填混凝土强度和上翼缘钢管屈服强度之间的匹配关系;极限抗弯承载力试验值与理论计算值的比值为1.07,说明理论分析模型偏于安全。     

钢板 -混凝土组合梁极限抗弯承载力计算方法研究

为研究钢板-混凝土组合梁的受力性能,对2片带肋钢板-混凝土组合梁和1片普通钢筋混凝土梁进行了负弯矩区段的试验研究分析以及极限抗弯承载力计算方法的探索。试验表明,钢板-混凝土组合梁在抗弯承载力、刚度上表现良好。提出的钢板-混凝土组合梁极限抗弯承载力弹性-塑性相结合的计算方法,计算值与试验值较吻和。     

钢—混组合箱梁桥的正常使用阶段静力分析

以某钢—混组合箱梁桥为例,依据新规范建立了该桥的有限元分析模型进行该桥的正常使用阶段进行静力验算分析,结果表明正常使用阶段钢箱梁的正应力、混凝土桥面板的压应力满足规范的要求,但在中墩区域及其附近、边跨梁端长预应力束锚固区域,混凝土桥面板可能会开裂,钢—混组合梁的计算挠度和验算结果满足规范要求。     

中小跨径桥梁结构形式研究

以辽宁境内跨径为16 m的简支梁桥为例,提出了热轧组合H型钢、钢板梁、热轧H型钢三种不同结构形式的钢-混组合梁桥,通过结构验算及经济指标综合对比分析,确定了热轧H型钢组合梁最为合理的桥梁结构形式,可为中小跨径钢-混组合梁桥的选型提供参考.     

带混凝土翼板的圆管上翼缘钢-混凝土组合梁抗弯性能

考虑不同加载方式与下翼缘宽度, 对3根带混凝土翼板的圆管翼缘钢-混凝土组合梁进行抗弯性能试验, 分析了试验梁的抗弯承载性能与破坏形态; 基于试验梁的抗弯特征, 推导了组合梁屈服弯矩和极限弯矩简化计算公式。研究结果表明: 试验梁均发生典型的塑性弯曲破坏, 稳定性良好; 达到极限承载力时, 梁端处上翼缘钢管与混凝土翼板相对滑移均小于0.43 mm, 试验梁体现了良好的协同工作性能; 随下翼缘宽度的增加, 试验梁刚度与承载力增大, 对于下翼缘宽度分别为150、260、300 mm的试验梁, 其屈服弯矩的比值为1∶1.44∶1.55, 极限承载力的比值为1∶1.31∶1.40;随着试验梁承受弯矩的增大, 当中性轴上升至混凝土翼板时, 钢管混凝土处于受拉状态, 可不考虑钢管与内填混凝土的套箍效应, 而当塑性中性轴位于上翼缘钢管混凝土内时, 可不计入该套箍作用对极限抗弯承载力的影响, 但其可促进延性的继续发展; 试验梁的位移延性系数均大于3.35, 延性较好; 屈服弯矩、极限弯矩理论计算值与试验值的比值分别为1.02~1.04、0.96~1.03, 吻合良好, 因此, 所出提出的简化理论计算公式简单、可靠。      

钢板梁腹板稳定性试验研究

为了进一步了解腹板受力的工作性能，进行了４片钢板梁腹板稳定性试验，根据实验结果，提出弯剪共同作用时可分别按纯剪或纯剪工况考虑腹板稳定的条件，并根据国内我研究成果，提出钢板梁腹板屈曲验算方法及规改建议。     

钢－混凝土组合梁负弯矩区设计方法的中欧规范对比分析

钢－混组合梁负弯矩区的计算方法对于连续组合梁设计是重难点,国内外关于该区域的计算方法有较大差异。通过对比中欧组合梁相关技术规范,发现国内规范均未考虑混凝土拉伸刚化引起的钢筋应力增加。通过对实际工程计算分析,按欧洲规范4计算的钢筋附加应力不可忽略。为以后组合梁负弯矩区设计起到很好的借鉴作用。     

预应力组合梁结构试验研究与剪滞效应分析

为了深入分析剪滞效应对预应力钢-混凝土组合梁结构的影响,提出了一种新型的宽翼缘双箱钢-混凝土组合梁结构并进行试验研究,探讨了该结构在跨中集中荷载作用下组合梁的应力、应变,及挠度随荷载变化的特征。基于最小势能原理,并假定翘曲位移形函数,建立控制微分方程组,推导出了考虑剪滞效应、预应力增量作用下的应变及挠度函数表达式。结合算例,在线弹性范围内,对该组合梁结构进行了剪滞效应对比分析,结果表明:其误差在15%以内。     

钢板组合梁小横梁体系与大横梁体系的对比研究

以跨径3×35m的三主梁钢板组合梁为研究对象,比较了小横梁体系与大横梁体系钢板组合梁的优缺点,分析了两种体系在结构设计、主要计算结果、主要材料用量方面的异同,并给出了部分改进措施和建议。     

上翼缘作用均布荷载的钢梁整体稳定研究

为研究悬臂梁构件的整体稳定性,确定悬臂梁不需要进行整体稳定计算的临界条件,考虑了无支撑约束和上翼缘与刚性铺板相连2种情况,采用ABAQUS有限元分析软件对上翼缘在均布荷载作用下的双轴对称工字形截面悬臂梁进行整体稳定承载力计算.研究结果表明:上翼缘与刚性铺板相连的悬臂梁整体稳定承载力约为不设支撑时的2倍,并得到悬臂梁不需...     

单箱三室连续宽箱梁有效宽度分析

箱梁在受弯时,横桥向存在剪力滞效应,为了在计算中应用初等材料力学方法求解,采用了翼缘有效宽度方法。以某实桥为背景,通过对单箱三室连续宽箱梁空间实体模型进行了有限元分析,计算得出了箱梁顶板及底板的有效分布宽度系数ρs及ρf,并与规范值进行了比较,可为同类工程设计提供参考。     

钢板组合梁桥设计标准图构造细节研究

国内已有多个省份开展了钢板组合梁桥标准图编制工作,各标准图的结构体系和构造细节各有不同,尚未形成统一的认识.为推广钢板组合梁桥在广东省内的应用,本文以钢板组合梁桥设计标准图研究课题为背景,研究了钢板组合梁桥的构造细节.广东省钢板组合梁桥设计标准图路基宽度分别为26 m、33.5 m,跨度分别为30 m、35 m、40 ...     

桥梁工程中的剪力滞效应

介绍了薄壁箱梁剪力滞效应及常用求解方法,通过对一具体例题的有限元求解,详细阐述了剪力滞现象的存在.剪力滞后现象使翼缘有效分布宽度的确定成为正截面承载力计算的关键,结合现行规范,对考虑箱梁有效宽度后的应力计算结果与有限元求解结果进行了对比.     

工字梁腹板拉力场理论的修正

为了考虑翼缘对腹板的约束和结构的初始缺陷,通过非线性有限元分析和试验结果的比较,指出了Basler拉力场理论、Rockey拉力场理论的优缺点以及它们的适用范围——腹板高厚比hw/tw≥160.考虑翼缘的约束,得到了反映翼缘对腹板嵌固效应的系数——嵌固系数;利用得到的嵌固系数,对Basler拉力场理论进行了修正,修正后的拉力场理论与试验数据和非线性有限元法计算结果相符.研究结果为桥梁、钢结构设计和相关规范的修订提供了参考.