结合梁栓钉的极限承载力的试验研究

为了为我国某公铁两用桁梁结合梁大桥确定栓钉规格、栓钉承载力设计值,本文通过大量试验,研究了国产φ22、φ25和φ13检钉(14 MnNbq母材、C50混凝土)的p-u曲线、按极限承载力以及混凝土配筋率、栓钉间距、反复加载、卸载对栓钉极限承载力的影响.     

结合梁栓钉的极限承载力的试验研究

为了为我国某公铁两用桁梁结合梁大桥确定栓钉规格，栓钉承载力设计值，本文通过大量试验，研究了国产φ２２、φ２５和φ１３检钉的Ｐ－Ｕ曲线、按极限承载力以及混凝土配筋率、栓钉间距，反复加载，卸载对栓钉极限承载力的影响。     

桁梁结合梁栓钉上拔力的研究

借助于数值分析的方法，分析研究了我国某座正在建造中的公铁两用大桥所采用的桁梁结合梁的栓钉在三种不同载荷工况，顺桥方向不均匀竖载；轴力；横桥方向不均匀竖载和不同栓钉布置方案下所受的上拔力的数值。     

桁梁结合梁栓钉上拔力的研究

借助于数值分析的方法,分析研究了我国某座正在建造中的公铁两用大桥所采用的桁梁结合梁的栓钉在三种不同荷载工况:顺桥方向不均匀竖载;轴力;横桥方向不均匀竖载和不同栓钉布置方案下所受的上拔力的数值.     

桁架结合梁及其剪力连接件试验研究

我国某公铁两用特大桥（Ｗ桥）将采用混凝土桥面系－钢桁结合梁，目前，国内外现有的组合结构规范中还没有桁梁结合梁的内容。本文研究了桁梁结合梁的受力特征，针对Ｗ桥的具体情况试验研究了栓钉的承载力和布置方案，该成果已用于Ｗ桥的设计。     

混凝土受拉状态下钢—混凝土组合结构中栓钉的承载力的研究

现有的国内外组合结构规范对混凝土受压状态下铨钉的静、动承载力都有规定（尽管具体数值差别较大），而且还规定了测栓钉承载力的试验方法，但对于混凝土受拉状态下的栓钉既没有规定承载力，也没有规定承载力测试方法。为此，作者提出了在混凝土受拉状态下，进行栓钉的承载力试验的反向推出试验方法；对在φ22栓钉不同排列的C50混凝土不同配筋率情况下，5组18个试件的栓钉刚度和承载力等问题进行了试验研究，并与标准推出试验（混凝土受压）得到的φ22栓钉的试验结果进行了比较。成果已应用于秦沈客运专线。     

混凝土受拉状态下钢-混凝土组合结构中栓钉的承载力的研究

现有的国内外组合结构规范对混凝土受压状态下栓钉的静、动承载力都有规定(尽管具体数值差别较大),而且还规定了测栓钉承载力的试验方法,但对于混凝土受拉状态下的栓钉既没有规定承载力,也没有规定承载力测试方法.为此,作者提出了在混凝土受拉状态下,进行栓钉的承载力试验的反向推出试验方法;对在22栓钉不同排列的C50混凝土不同配筋率情况下,5组18个试件的栓钉刚度和承载力等问题进行了试验研究,并与标准推出试验(混凝土受压)得到的22栓钉的试验结果进行了比较.成果已应用于秦沈客运专线.     

疲劳荷载后重载铁路桥梁剩余静载承载力试验研究

基于应变和振幅的疲劳试验实时测试系统,通过10片1/6缩尺模型梁疲劳试验,研究重载铁路桥梁疲劳后静载破坏形态以及振幅、刚度、非预应力筋和预应力筋应变、混凝土应变随反复荷载次数的变化规律。研究表明:重载铁路32m预应力混凝土梁疲劳后剩余静载承载力演变呈现"Z"字形三折线的3个阶段,即基本不变阶段、直线下降阶段和压弯失稳破坏阶段。第一阶段,疲劳后试件静载破坏形态与普通静载破坏形态相同,试件静载承载力基本保持不变;第二阶段,试件静载承载力直线下降,直至压弯失稳破坏,最终梁的剩余静载承载力降至原有承载力的50%~60%,主要由预应力筋提供。与普通静载破坏试验相比,疲劳后静载破坏试验不同的地方主要表现在混凝土、梁底普通钢筋和预应力筋等材料的应力-应变本构关系上,受压区混凝土残余应变不断增加,变形模量降低了20%~30%,普通钢筋和预应力筋残余应变也明显增加,但弹性模量和屈服强度(预应力筋极限强度)基本不变。     

秦沈客运专线连续结合梁疲劳试验研究

模拟秦沈线连续结合的受力状态，制作了6根模拟试验结合梁，其中配筋率2%和3%各3根，采用单伸臂跨内、跨外两点同步加载模式对每根梁做了200万次疲劳试验，分析研究了钢与混凝土之间的滑移，栓钉的受力状态，无钉区两侧密集型群钉中力的分配，梁的刚度变化和应力状态，负弯矩区混凝土中裂纹的发展等问题。研究结果表明，高配筋混凝土连续结合梁抗疲劳性能优良，200万次疲劳试验后，无钉区钢与混凝土之间的滑移明显比其他梁段大，但最大不超过0.075mm，两侧头排栓钉的受力是栓钉平均受力的1.54倍；负变矩区混凝土板中的最大裂纹宽度不大于0.13mm；梁的刚度没有明显的下降，梁的挠度和应变都接近于第一状态线弹性理论计算值。     

秦沉线结合梁全焊Ⅰ型梁疲劳试验研究

秦沈客运专线有14座钢－混凝土结合梁，钢梁截面有箱梁和Ⅰ型板梁两种，其中在24m 32 24m连续梁的Ⅰ型钢板梁中首次采用了工地全断面焊接技术，针对其现场焊，手工焊和厚板对焊接这3个技术难点，重点对Ⅰ型梁单面开坡口，全断面对接焊细节进行了疲劳试验研究，并对断口的起裂原因予以分析，从而得到可靠的试验数据，据此对相应焊接工艺提出质量要求，为掌握单面开坡口对接焊细节的受力状态，文章通过计算机模拟现场施工可能发生的对接错位，分析揭示了其对构件受力的不利影响程度，提出了相应的改进措施，研究结果表明，所选择的焊接工艺及加工的试验能够满足秦沈线Ⅰ型梁全断面对接焊的疲劳设计要求。     

秦沈线结合梁全焊Ⅰ型梁疲劳试验研究

秦沈客运专线有14座钢-混凝土结合梁,钢梁截面有箱梁和Ⅰ型板梁两种.其中在24 m+32 m+24 m连续梁的Ⅰ型钢板梁中首次采用了工地全断面焊接技术.针对其现场焊、手工焊和厚板对接焊这3个技术难点,重点对Ⅰ型梁单面开坡口、全断面对接焊细节进行了疲劳试验研究,并对断口的起裂原因予以分析,从而得到可靠的试验数据,据此对相应焊接工艺提出质量要求.为掌握单面开坡口对接焊细节的受力状态,文章通过计算机模拟现场施工可能发生的对接错位,分析揭示了其对构件受力的不利影响程度,提出了相应的改进措施.研究结果表明,所选择的焊接工艺及加工的试件能够满足秦沈线Ⅰ型梁全断面对接焊的疲劳设计要求.     

考虑钢-混凝土滑移效应的下承式钢桁结合梁受力特性研究

对下承式64 m双线钢桁结合梁,考虑钢梁与混凝土板之间的滑移,采用空间梁、板壳单元建立有限元计算模型,钢梁与混凝土板间的连接根据剪力钉刚度,采用弹性连接模拟,通过二期恒载、混凝土桥面板收缩徐变工况的计算分析,研究下承式钢桁结合梁受力特性。计算结果表明,下承式钢桁结合梁中由于混凝土板与主桁下弦杆共同作用承受纵向拉力,钢梁与混凝土板之间的滑移对桥梁结构内力影响较大,设计计算时不适合采用钢梁与混凝土板刚接或换算截面法,建议根据剪力钉刚度钢梁与混凝土板之间采用弹性连接模拟,不同荷载工况可按结构受力对剪力钉刚度进行适当调整。     

大跨度公铁两用结合梁斜拉桥极限承载力分析

结合我国长江上拟建的某一主跨为504m的公铁两用结合梁斜拉桥，对这种桥型的非线性分析理论和分析方法、钢与混凝土结合作用的模拟、空间有限元模型总刚带宽的优化、斜拉索初始索力的确定等问题进行了研究，并对该桥进行极限承载力分析；此外，对该桥的刚度问题、设计荷载下的几何非线性的影响等问题进行了研究．研究结果表明，该桥的极限荷载大于(恒载 4．050活载)，满足刚度要求，不考虑几何非线性计算所得的各种响应都偏小，最大误差不超过7％．     

栓钉连接件抗剪刚度对钢—混凝土结合梁自振特性影响研究

设计6片钢—混凝土结合梁,从理论分析、试验和数值模拟3个方面,研究栓钉连接件抗剪刚度对钢—混凝土结合梁自振特性的影响.结果表明:在常见的栓钉布置情况下,钢梁与混凝土板的界面存在滑移,二者变形不同步,振型存在明显相位差;随着栓钉连接件抗剪刚度的降低,结合梁整体刚度明显下降,与不考虑界面滑移的结合梁相比,完全连接和部分连接(连接度为60％)结合梁的刚度分别降低39％和48％,相应的1阶竖向自振频率分别降低22％和29％;栓钉连接件的抗剪刚度越小,结合梁的刚度折减越大,但各阶自振频率对应刚度的折减程度不同;少量的栓钉损伤对梁的竖向自振频率影响不明显.由于结构的基频对其冲击系数影响很大,因此在结合梁的动力性能分析及冲击系数计算中,应考虑栓钉连接件刚度的影响.     

锈蚀钢筋的疲劳试验研究

根据钢筋混凝土梁内锈蚀钢筋的试验结果，提出了锈蚀钢筋的疲劳曲线，为合理确定服役老化的混凝土桥梁的疲劳寿命提供必要的依据。     

简支下承式桁梁结合梁的模型试验

设计制作一个4节间下承式桁梁结合梁模型。分3个阶段10种荷载工况进行模型的力学性能试验,研究简支下承式钢桁结合梁桥的受力性能。结果表明:主桁的挠度和内力可以按平面桁架计算;桥面系中存在起控制作用的横梁,设计中应特别关注;纵梁主要受轴向拉伸和竖向弯曲作用,最大拉应力出现在每节间正中截面的下翼缘,内侧和外侧无多大区别;混凝土板的受力状态以竖向荷载作用下的弯曲为主;竖向偏载和水平偏载都不控制设计。     

钢筋混凝土空心梁疲劳性能试验研究

对6根大比例钢筋混凝土空心梁进行静载和疲劳性能试验研究,每根梁取不同荷载幅度,研究不同疲劳次数下梁受压区混凝土和受拉区的钢筋的应变、梁的跨中挠度以及裂缝发展情况,得到不同的疲劳荷载应力幅作用下钢筋混凝土空心梁的疲劳寿命;根据试验结果拟合得到钢筋混凝土空心梁疲劳荷载作用下的S-N曲线,为由钢筋混凝土空心梁构成的桥梁结构寿命预测提供依据。对钢筋混凝土空心梁疲劳破坏后的钢筋进行静力学性能试验研究,了解钢筋混凝土空心梁疲劳破坏后钢筋力学性能的退化情况。     

栓钉在斜拉桥索塔锚固区中的试验研究与非线性分析

金塘大桥索塔锚固区采用钢锚梁-钢牛腿新型结构,是该桥设计的关键技术之一.结合连岛工程跨海斜拉桥索塔锚固区的设计,对比介绍栓钉群国内外研究成果,在此基础上设计与实际结构类似的试件模型,对其进行试验研究和空间有限元仿真计算分析,重点研究栓钉的荷载-滑移量关系、抗剪刚度、抗剪承载力及破坏形态等,并将试验值与不同国家规范给出的极限承载力公式计算值进行比较.基于合理的黏结滑移本构关系,提出如何模拟栓钉连接件滑移效应的详细方法,给出栓钉和混凝土黏结的非线性弹簧单元有限元模型.试验结果表明:栓钉连接件满足新型结构的承载要求,试件以栓钉受弯剪破坏为主,具有良好的延性性能,在破坏前有明显的屈服过程.有限元模型具有良好的精度,与试验结果较为吻合.在承载力方面,群钉试验得到的单钉极限承载力比<钢结构设计规范>(GB 50017-2003)公式的计算值平均高32%左右.     

大跨度公铁两用结合梁斜拉桥极限承载力分析

结合我国长江上拟建的某一主跨为504 m的公铁两用结合梁斜拉桥,对这种桥型的非线性分析理论和分析方法、钢与混凝土结合作用的模拟、空间有限元模型总刚带宽的优化、斜拉索初始索力的确定等问题进行了研究,并对该桥进行极限承载力分析;此外,对该桥的刚度问题、设计荷载下的几何非线性的影响等问题进行了研究.研究结果表明,该桥的极限荷载大于(恒载+4.050活载),满足刚度要求,不考虑几何非线性计算所得的各种响应都偏小,最大误差不超过7%.     

高速铁路下承式钢桁结合梁桥在偏载作用下的受力特性分析

以京沪高速铁路64 m简支下承式钢桁结合梁桥为对象,采用作者曾经提出的空间板梁单元和常规板壳单元、空间梁单元和空间桁单元离散结构,对其在偏载荷载作用下的受力特性进行空间有限元分析,计算主桁、混凝土板和纵、横梁的应力和位移。结果表明:该桥在偏载荷载作用下符合强度刚度要求。