圆钢管自密实混凝土纯弯力学性能

基于合理的钢材和核心混凝土拉压本构模型,利用截面分层法对钢管混凝土纯弯构件弯矩-曲率进行全过程分析,建立了钢管混凝土实用组合抗弯刚度、极限抗弯承载力等计算式和钢管混凝土组合梁单元弯矩-曲率全曲线实用计算方法,通过3根钢管自密实混凝土和1根钢管普通混凝土受弯构件的试验研究,考察了混凝土强度和含钢率对构件纯弯性能的影响。试验结果表明,受弯构件受压区钢管对混凝土产生约束套箍作用,受拉区钢管处于双向受拉应力状态,提高混凝土强度对提高极限弯矩作用不明显,而增大含钢率对提高极限弯矩作用较明显,并且与分层法相比,组合单元法在保证精度的前提下,减少了截面分层,提高了程序的计算速度。     

混凝土灌注顺序对哑铃型钢管混凝土拱的影响

组合空间梁单元法是分析哑铃型钢管混凝土拱的一种新方法,该方法可以很容易获得上、下弦钢管、缀板的内力及其内部混凝土内力。运用组合空间梁单元法,开发了计算程序,分析了不同混凝土浇注顺序对哑铃型钢管混凝土拱桥的影响,并得出一些有益结论。     

钢管混凝土拱桥施工方法探讨

详细介绍了钢管混凝土拱桥的三种主要施工方法:缆索吊装法、转体施工法、支架施工法。结合工程实例,阐述了钢管混凝土拱桥的施工方法及施工工艺,可供类似工程参考。     

超声法检测钢管混凝土缺陷主要技术试验研究

在运用超声法检测钢管混凝土缺陷时,会遇到超声波在钢管混凝土中以何种路径传播以及如何估算所检测的缺陷大小问题,且现阶段的研究不能确定超声波在钢管混凝土传播是否会出现短路,更不能精确地确定缺陷大小。通过试验得出:超声波在钢管混凝土的钢管壁上传播速度约为5. 9km/s,是否会出现短路与所检测试件中混凝土的强度和钢管与混凝土接触情况有关;在试验数据的基础上,提出了估算缺陷大小新方法,并进行了验证。     

徐变对哑铃型钢管混凝土拱桥受力的影响

运用组合梁单元法分析哑铃型钢管混凝土拱桥,可以很方便地获得上下弦钢管及缀板的内力,运用该法并结合按龄期调整的有效模量法,编制了有限元计算程序,采用逐步计算徐变的方法分析了徐变对某哑铃型钢管混凝土拱桥的影响,认为应考虑徐变对预拱度设置和混凝土内力重分布的影响。     

考虑材料相对滑移的钢管混凝土拱桥非线性分析理论

针对当前大跨径钢管混凝土拱桥的不断修建,考虑到钢管与核心混凝土间相对滑移的非线性影响,从理论上提出了大跨径钢管混凝土拱桥的拱圈材料的非线性分析。同时,利用空间三维有限元子域法对拱圈建立起模型,并给出相应的解决步骤。     

钢管混凝土供结构计算的矩阵位移法

视钢管混凝土为复合材料,建立了钢管混凝土拱结构计算的矩阵位移法。在对横截面作空间有限元子结构分析的基础上,利用平截面假定,将空间子单元转换为杆单元,从而导出了杆元的刚度矩阵。如进一步深入,可应用到钢管混凝土拱的非线性分析中。     

声波无损检测技术在钢管混凝土检测中的应用

钢管混凝土施工过程是向钢管拱肋内部浇注混凝土,浇注后的管内混凝土肉眼无法直接观察,钢管混凝土的强度、密实性及是否存在蜂窝、夹渣、麻面、结合不良等缺陷不能直观地反映出来,需要采取辅助手段对管内混凝土完整性进行检测,如人工敲击法、超声波法、表面波法、钻芯取样法以及光纤检测系统等。工程实践表明,采用声波无损检测技术对浇注后的拱肋混凝土进行检测具有良好的应用效果。     

矩形钢管混凝土柱局部屈曲分析

在矩形钢管混凝土柱中采用薄壁钢板将引起局部屈曲,局部屈曲会降低钢管混凝土柱的强度、延性和抗弯刚度。主要分析在偏心荷载作用下,矩形钢管混凝土柱局部临界屈曲应力σcr的变化情况。因此,通过引入应力梯度系数φ来描述偏心距,并应用伽辽金法推导出了矩形钢管混凝土柱局部屈曲的临界应力公式。从公式可知,随着应力梯度系数φ的增加,矩形钢管混凝土柱中外包钢板的局部屈曲应力会减小。另外,完全的轴心压力对矩形钢管混凝土柱的局部屈曲是不利的。     

钢管混凝土拱结构计算的矩阵位移法

视钢管混凝土为复合材料 ,建立了钢管混凝土拱结构计算的矩阵位移法。在对横截面作空间有限元子结构分析的基础上 ,利用平截面假定 ,将空间子单元转换为杆单元 ,从而导出了杆元的刚度矩阵。如进一步深入 ,可应用到钢管混凝土拱的非线性分析中。     

钢管混凝土拱面内稳定的时变可靠度分析

为研究不确定性对钢管混凝土拱面内徐变稳定承载力的影响,建立了其时变的极限状态函数,并将时间离散-综合法和一次可靠度法相结合,得到了钢管混凝土拱面内稳定可靠指标随时间的变化曲线,以及相应的灵敏度指标。计算结果表明:混凝土徐变引起的钢管混凝土拱面内稳定承载力的退化使得其可靠性显著降低;不同随机变量的灵敏度差异明显,其中钢管外径的影响最大,然后依次是钢的弹性模量、混凝土的弹性模量、钢管壁厚以及混凝土徐变系数;徐变对钢管混凝土拱面内稳定的影响较大,设计时应予以考虑。     

钢管混凝土受压构件徐变分析

混凝土徐变使钢管混凝土构件发生应力重分布。根据弹性徐变理论,按龄期调整的有效模量法,导出了轴心受压和小偏心受压构件长期作用下钢管与核心混凝土徐变应力增量计算公式,计算值与试验结果吻合较好。进一步的数值分析表明,截面含钢率变化会显著影响钢管应力增量值的变化,但对核心混凝土应力增量影响不大;随着偏心率的增大,相同含钢率下钢管与核心混凝土应力增量几乎均呈线性变化。增大截面含钢率可降低钢管由徐变产生的附加内力,但根据截面内力按刚度分配的原则,钢管更多地承担外力,使钢管的总内力呈增大趋势,核心混凝土承受的外力显著减小,不利于钢管混凝土构件性能的发挥。     

钢管混凝土拉索组合拱桥钢管内混凝土灌注的研究

拱桥在主拱施工中,一般采用分段同时加载法(5段法)。否则,由于变形过大极其容易出现安全事故,这种现象在拱桥施工中并不罕见。那么,对于钢管混凝土拉索组合拱桥,空钢管截面很小而混凝土重量很大,能否实现钢管内混凝土一次连续泵送是一个关键。现以世界上第一座钢管混凝土拉索组合拱桥为结构原型,详细分析了其主拱圈钢管内混凝土泵送的过程,为类似的结构桥梁施工提供一定参考。     

钢管混凝土结构抗压刚度的分析与计算

将钢管混凝土分成混凝土和钢管两部分，通过对混凝土进行轴对称柱体分析和钢管的薄壳分析，考虑钢管和混凝土径向位移、纵向应变协调，建立了钢管混凝土结构抗压刚度EA的计算公式，并与试验结果及其他计算方法进行比较，同时分析了钢管和混凝土的泊松比对钢管混凝土抗压刚度的影响。     

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．     

钢管混凝土柱徐变稳定性分析

为了探讨混凝土徐变对钢管混凝土柱轴向荷载作用下长期稳定性的影响,基于能量法和按照龄期调整的有效模量法,应用失稳准则,推导了考虑徐变和屈曲前变形的两端铰接、一端固定一端铰接和悬臂柱3种边界条件下的钢管混凝土柱长期稳定临界力计算公式,研究了该类柱徐变稳定临界力与核心混凝土强度的影响规律,并将规范取值与该临界力进行了对比. 研究结果表明:考虑徐变的钢管混凝土柱稳定临界力与徐变系数有关,相同计算长度但不同边界条件的该类柱徐变稳定临界力一致;核心混凝土强度的提高,会减小徐变对构件稳定临界力的影响;当按现行混凝土结构设计规范对核心混凝土强度等级低于C45的钢管混凝土柱进行设计时,应注意徐变失稳问题;钢管混凝土柱的徐变稳定承载力在前60 d下降明显且占总下降量约80%,在100 d后承载力逐渐趋于稳定.      

Hilbert-Huang变换在声振信号检测钢管混凝土脱空中的应用

提出了基于Hilbert-Huang变换的钢管混凝土脱空检测方法,通过对瞬态冲击下脱空钢管的声振信号进行分析,提取出了瞬时幅值特征样本,采用改进的K均值聚类法对特征样本进行二类模式识别,从而对钢管混凝土的脱空进行判定,试验研究表明本方法的可行性。     

西洋坪大桥钢管拱安装技术

钢管拱拱肋是钢管混凝土拱桥关键的构件．对漳州西洋坪大桥钢管混凝土拱肋架设方案进行比选．选用支架吊装法进行架设,并对其安装步骤进行介绍。工程实践表明,通过采用两侧栈桥及跨桥大型龙门吊机分段吊装,保证了施工质量,缩短了工期。     

圆钢管混凝土桥墩弯矩-曲率关系分析

依据2个常用的钢管混凝土材料本构模型,采用纤维模型法编制了MATLAB计算程序,以分析钢管混凝土桥墩的截面弯矩-曲率关系.理论计算得到的弯矩-曲率关系曲线与国外学者进行的实验结果吻合较好,表明程序具有良好的适用性.并进一步分析了套箍系数、轴压比对钢管混凝土桥墩弯矩-曲率关系的影响.     

考虑几何非线性及施工的钢管混凝土拱桥徐变

为研究大跨度钢管混凝土拱桥的徐变行为,基于混凝土徐变的B3模型,采用结构徐变效应分析的龄期调整有效模量法,建立了结构徐变的有限元分析模型.在此基础上,基于协同转动法考虑大跨度结构的几何非线性;利用生死单元技术模拟拱桥的分阶段施工过程;最后结合某大跨度中承式钢管混凝土拱桥,分析了考虑几何非线性和施工过程的徐变效应.数值分析表明:考虑这两个因素后拱肋挠度、钢管应力的变化在10%以内,而拱肋混凝土应力的变化可达50%;在分析大跨度钢管混凝土拱桥的徐变效应时,必须考虑几何非线性及施工过程与徐变的耦合作用.