钢管混凝土受弯构件徐变的设计计算公式

在基于继效流动理论建立的钢管混凝土受弯构件徐变计算方法基础上,综合考虑影响钢管混凝土受弯构件徐变的各种因素,从含钢率、作用弯矩级别和时间等几个方面,应用回归分析的方法,得到便于实际设计应用的钢管混凝土受弯构件徐变设计公式。为了检验徐变设计公式的使用效果,使用设计的回归公式对具体算例进行分析,并与文献[1]方法计算的钢管混凝土受弯构件徐变值进行比较。所回归设计计算公式的计算结果与理论计算值符合得较好,并且该公式具有形式简单、考虑因素全面的特点,便于在工程实践中推广和设计规范中采用。     

矩形中空夹层钢管混凝土梁纯弯性能有限元分析

借助ANSYS软件采用非线性有限元方法对矩形中空夹层钢管混凝土梁这一新型构件的纯弯性能从加载到破坏全过程的力学行为进行分析。分析模型考虑了钢材和混凝土材料非线性的本构关系。分析得到了钢材和混凝土应力分布、梁加载全过程的弯矩-跨中挠度曲线等。计算结果与已有试验结果吻合,证明采用本模型分析矩形中空夹层钢管混凝土梁非线性问题是可行的。     

离心钢管混凝土扭转性能有限元分析方法研究

通过采用ANSYS中摩擦接触中的面-面接触单元对离心钢管混凝土构件进行数值模拟。分析中考虑了材料非线性和接触非线性,研究不同的参数取值对构件扭转性能的影响,得到最佳的参数取值。通过试算得到的接触参数,对离心钢管混凝土构件进行数值分析,得到构件的抗扭承载力,并与试验进行了对比,结果较吻合。     

矩形中空夹层钢管混凝土梁纯弯性能有限元分析

借助ANSYS软件采用非线性有限元方法对矩形中空夹层钢管混凝土梁这一新型构件的纯弯性能从加载到破坏全过程的力学行为进行分析.分析模型考虑了钢材和混凝土材料非线性的本构关系.分析得到了钢材和混凝土应力分布、梁加载全过程的弯矩-跨中挠度曲线等.计算结果与已有试验结果吻合,证明采用本模型分析矩形中空夹层钢管混凝土梁非线性问题是可行的.     

不同角度荷载作用下椭圆形钢管混凝土桥墩压弯性能研究

椭圆形钢管混凝土桥墩的流线外形可以有效降低水流等的作用,但是其截面特性较为复杂,尤其是当荷载沿非对称轴方向作用时,容易发生扭曲而降低强度。为了研究不同角度荷载作用下椭圆形钢管混凝土桥墩的压弯性能,本研究采用数值分析软件,建立并通过试验验证了可以精确模拟圆形钢管混凝土桥墩力学性能的数值分析模型。进一步地,利用模型分析了0°～90°不同角度加载时椭圆形钢管混凝土桥墩的压弯性能,分析了不同荷载角度对承载性能的影响规律。结果表明,随着加载角度从0°增加到30°、60°、90°,椭圆形钢管混凝土桥墩极限压弯承载力分别下降了5.38%、27.18%、37.03%;初始刚度随着荷载作用角度的增加而降低,屈服位移和极限位移随着水平荷载作用角度的增加而有所上升。本研究的结果可为椭圆形钢管混凝土桥墩的设计提供借鉴。     

矩形钢管混凝土组合桁梁连续刚构桥实桥试验

为了研究矩形钢管混凝土组合桁梁桥这种主梁由矩形钢管混凝土桁架和混凝土桥面板组成的新桥型的力学性能,以中国首座矩形钢管混凝土组合桁梁桥为对象开展了实桥试验。试验桥孔跨布置为24 m+40 m+24 m,结构体系为连续刚构。试验采用400 kN加载卡车3辆,共进行了3个荷载工况12个加载步的加载,对试验桥的整体力学性能、矩形钢管混凝土杆件力学性能以及桥面板有效宽度进行了研究。试验结果表明：在荷载效率为1.90~3.05的超载工况下各控制杆件的轴力-应变及荷载-位移实测数据线性关系显著,试验桥在加载过程中始终处于良好的弹性工作状态;实测受压钢管混凝土下弦杆钢管与管内混凝土荷载的分配符合二者的轴向抗压刚度比例关系;由于矩形钢管混凝土管壁内设置了纵向PBL加劲肋（开孔钢板加劲肋）,其在开孔区域形成混凝土榫,大幅提高了矩形钢管混凝土杆件的抗拉刚度,使其可达受压杆件刚度的80%;两主桁之间桥面板实测有效宽度与既有文献研究结果符合良好,且剪力滞效应在节点处比节间处表现得更为明显。     

长期荷载作用下矩形钢管混凝土轴压短柱力学性能

基于ACI209(1992)的徐变和收缩计算模型,在合理考虑长期荷载作用下钢管和核心混凝土应力-应变关系模型的基础上,利用ABAQUS软件建立了长期荷载作用下的矩形钢管混凝土轴压构件的数值分析模型.基于此理论模型,对长期荷载作用下矩形钢管混凝土短柱的受力特性进行了分析,对比了考虑长期荷载效应与否时钢管对混凝土的约束力、...     

钢管混凝土桁式拱桥简化计算方法研究

提出在钢管混凝土拱桥的内力计算及设计验算时,可用带有钢带的矩形混凝土截面近似代替多肢桁式钢管混凝土拱截面,并通过ALGOR 93程序进行计算分析,在部分方面验证了这种近似替代的可行性,为实际工程设计中计算多肢桁式钢管混凝土拱桥提供了一种可行的计算模式.     

矩形钢管混凝土桁架节点极限承载力研究

采用退化壳单元和三维实体单元分别模拟钢管和混凝土,考虑材料非线性、钢管与混凝土的接触非线性,对矩形钢管混凝土桁架节点的极限承载能力进行了研究。采用该方法对Y型节点、X型节点、T型节点以及K型节点进行非线性有限元分析得到的极限荷载值与试验破坏荷载值较为吻合。为矩形钢管混凝土节点极限承载力的分析提供了一个合适的方法,同时为矩形钢管混凝土桁梁桥节点的设计方法提供了理论依据。     

正交试验在钢管混凝土配合比设计中的应用研究

钢管混凝土配合比设计,目前一直没有一种大家公认的设计方法。文中提出把正交试验设计应用于高性能微膨胀钢管混凝土配合比设计中,并以高安筠州大桥工程实例,详细介绍了制订试验计划及进行试验结果分析的方法,可供同行参考。     

圆钢管混凝土轴心受压构件徐变分析的比较

在对钢管混凝土构件徐变研究进行回顾的基础上,应用考虑多轴受压状态下的混凝土徐变理论建立圆钢管混凝土轴心受压构件徐变模型,分别采用继效流动理论和龄期调整有效模量法对构件的徐变进行分析,通过迭代计算得到基于2种理论方法的圆钢管混凝土轴心受压构件的徐变,并与试验所得的回归公式计算结果进行比较。通过对比,指出了2种理论的差异性。结果表明:在钢管混凝土轴心受压构件的徐变计算中,继效流动理论具有较高的精度。     

钢管混凝土配合比正交试验研究

正交试验设计理论应用到高性能钢管混凝土配合比设计中,仅需少量试验即可完成对诸多配合比影响因素不同位级的考察研究。以高安筠州大桥钢管混凝土配合比设计为例开展试验研究工作,利用正交试验方法分析研究了各外掺剂对钢管混凝土的流动性和强度性能的影响规律及其影响的显著性,得到了符合设计和施工要求的配合比设计方案。将数理统计原理应用于高性能钢管混凝土试验研究中,对材料研究及工程实践都有着重要的指导意义,研究成果可为类似工程提供参考。     

大跨度钢管混凝土窄拱桥的设计实践探索

以大连理工大学桥梁工程研究所近年来设计的钢管混凝土拱桥为工程背景,介绍了在大跨度窄桥设计、施工中所采用到的一些新的设计方法,对大跨度钢管混凝土窄拱桥的关键技术问题、尤其是拱桥稳定性问题进行了深入地研究分析,结论表明单片桁架式钢管混凝土拱桥在大跨度窄桥中应用是合理的,并且具有一定的优越性。     

脱黏对桁架式钢管混凝土拱桥受力性能的影响

采用平面应变理论推导了轴向压力、温度荷载、收缩应变作用下钢管和核心混凝土界面拉应力的计算公式;提出了钢管混凝土拱桥完全脱黏的计算模型,分析了脱黏对桁架式钢管混凝土拱桥内力、刚度和面内极限承载力的影响;提出了采用内法兰构造在有限点限制钢管与核心混凝土相对滑移的脱黏对策,并以茅草街大桥实测数据对内法兰构造的有效性进行了验证。结果表明:脱黏使桁架式钢管混凝土拱桥钢管内力增大,结构刚度降低,面内极限承载力下降;在有限点设置内法兰构造使得脱黏之后桁架式钢管混凝土拱桥的受力性能与黏结良好时比较接近。     

目录

为深化对钢管混凝土桥塔的认识,推动钢管混凝土结构在缆索承重桥梁桥塔中的应用,首先对钢管混凝土桥塔的工程应用情况及其一般构造进行了梳理,讨论了目前钢管混凝土桥塔设计中存在的主要问题,从构造简单、施工高效的角度对现有钢管混凝土桥塔构造进行了优化。而后对钢管混凝土桥塔钢壁板的局部屈曲性能及塔柱的力学性能研究进展进行了评述,并给出了推荐的设计方法。最后通过与传统钢筋混凝土桥塔和钢桥塔的对比,分析了钢管混凝土桥塔的技术特点和经济性。结果表明:由于对钢与混凝土共同承载机理认识不够深入、受混凝土单侧约束钢板的局部屈曲理论研究相对薄弱、钢混界面传力性能不明确等问题,导致目前钢管混凝土桥塔的构造过于复杂,施工高效性较差;构造优化后的PBL加劲型钢管混凝土桥塔的加劲构造、钢混连接构造更加简洁,钢壁板对混凝土的约束效应更强,无需配筋设计,能够节约用钢量、简化钢结构制造流程及现场安装工序,提高桥塔的工业化制造及装配化施工水平;考虑局部屈曲影响的加劲钢壁板构造设计方法和钢管混凝土桥塔承载力计算方法更加安全、合理;钢管混凝土桥塔具有设计灵活性、施工高效性和承灾高韧性,建设成本及养护成本远低于钢桥塔,在经济性上与传统钢筋混凝土桥塔可展开竞争,具有广阔的应用前景。     

钢管初应力及混凝土自应力对钢管混凝土构件承载力影响分析

通过在钢管上施加均布面荷载和对混凝土施加温度荷载分别模拟钢管初应力和混凝土自应力,利用ANSYS有限元程序建立钢管混凝土构件实体模型,分析钢管初应力和混凝土自应力对钢管混凝土构件承载力影响规律,在此基础上拟合钢管混凝土构件承载力计算公式,相对于数值结果而言,该拟合计算公式具有较高的精度。     

部分充填钢管混凝土桥墩振动台试验

为了完善部分充填圆形钢管混凝土桥墩的抗震设计理论及其工程应用,对2座采用此类桥墩的两跨高架桥缩尺模型（相似比为1：6.7）进行了强地震动输入下的破坏性振动台试验,研究无偏心部分充填圆形钢管混凝土桥墩和有偏心部分充填圆形钢管混凝土桥墩的破坏机理和地震响应。研究发现无偏心桥墩在墩底附近产生了均匀的钢管局部屈曲变形和明显的水平裂缝,而有偏心桥墩并没有产生水平裂缝,所以无偏心桥墩的纵桥向墩顶位移远大于有偏心桥墩。同时,受横桥向恒载偏心的影响,有偏心桥墩的墩顶横桥向位移和墩底局部屈曲变形主要集中在靠近中轴线的一侧,塑性发展区域也大于无偏心桥墩,这使得其墩顶横桥向最大位移大于无偏心桥墩。不过,由于有偏心桥墩并未发生开裂,所以其横桥向残余位移与无偏心桥墩相差不大,均在3 cm左右,验证了有偏心部分充填圆形钢管混凝土桥墩若经过合理的截面设计,其抗震性能也能满足既定的要求。此外,恒载偏心使得有偏心桥墩在横桥向两侧所耗散的能量不相等,可能会导致其横桥向两侧的累积塑性变形存在差异,不利于其优越的抗震性能和耗能能力的充分发挥。因此在设计有偏心部分充填圆形钢管混凝土桥墩时,需要合理选取混凝土充填高度和径厚比等结构参数,减少恒载偏心对其抗震性能的不利影响。     

某钢管混凝土系杆拱桥静荷载试验

某主跨52m的钢管混凝土系杆拱桥,建成后因外观质量较差而进行了现场实桥承载能力静荷载试验,利用3辆型号相同的集装箱卡车,测试该桥跨中和4分点处的荷载横向分布系数、各控制截面主要测点的应变影响线以及在基本荷载作用下各控制截面主要测点的应变、挠度等。本文简要介绍了该桥的静荷载试验的全过程,并对测试结果进行了整理分析。     

钢管混凝土拱桥承载能力评估

桥梁结构的老化、车辆荷载的增加、不利环境的侵蚀、养护维修的缺乏等综合因素,使得桥梁结构不可避免地产生各种损伤,导致了桥梁承载力和耐久性的降低,从而过早地失效或丧失功能。结合实际工程背景,进行了病害调查、动静载试验及结构检算,对桥梁现有状况进行检测。结果表明：荷载试验结合理论分析的研究方法能够较好地得到既有钢管混凝土拱桥的承载能力评估结果,同时对今后同类型桥梁结构的维修加固具有一定的借鉴意义。     

钢管混凝土拱桥典型病害分析研究

早期兴建的钢管混凝土拱桥或多或少地存在着设计、施工等方面的局限性,后期缺乏必要的养护和维修。随着桥梁结构老化,营运量不断增加,使得钢管混凝土桥梁病害时有发生。有鉴于此,该文结合依托工程及相应的结构检查,详细介绍了钢管混凝土拱桥的病害特征及其原因,从而为该类桥梁的安全状况评估提供参考借鉴。