短悬臂预应力箱梁施工剪滞特性数值研究

箱型梁剪力滞效应的存在可影响到结构设计的安全性,而目前桥梁结构设计规范中对剪力滞效应尚未作出规定。为研究预应力箱梁在施工时的短悬臂剪滞效应,以广州某预应力PC箱梁桥为数值计算模型,基于有限元软件ANSYS及MIDAS对预应力PC箱梁短悬臂剪力滞效应进行仿真计算与分析,研究表明短悬臂预应力箱梁剪力滞效应随悬臂梁越短而越明显。     

轨道交通新型节段预拼桥梁受力特性研究

在上海市轨道交通17号线高架区间,某主跨55m的节段预制拼装混凝土连续梁桥,采用上U下箱的新型截面。现通过实体有限元模型,分析其各腹板的剪力分配情况,用以指导该桥梁的抗剪设计;同时研究了其横向受力特性,以指导横向配筋设计。     

钢-UHPC组合结构中PBL剪力键力学性能研究

为探究钢-UHPC组合结构与普通钢-混组合结构中PBL剪力键力学性能的差异性,通过推出试验和有限元分析相结合的方法对其展开详细研究。首先,对9个UHPC试件和9个普通混凝土试件进行推出试验,根据2种混凝土试件中PBL剪力键的破坏形态、荷载-滑移曲线及应变分布规律揭示其失效机制及力学性能的差异,分析贯穿钢筋直径和钢板开孔数对PBL剪力键力学性能的影响;然后,采用试验结果验证的有限元模型开展参数分析,详细探讨UHPC强度、钢板开孔孔径、贯穿钢筋屈服强度和钢板厚度对PBL剪力键极限抗剪承载力的影响;最后,基于试验和有限元分析结果,提出考虑钢纤维的PBL剪力键极限抗剪承载力计算公式。结果表明：受钢纤维的影响,UHPC的裂缝发展受到限制,且较普通混凝土裂缝数量少、宽度小;UHPC试件中贯穿钢筋发生明显屈服,以剪切破坏为主;单孔PBL剪力键的极限抗剪承载力主要取决于贯穿钢筋直径,而受混凝土强度影响较小;多孔PBL剪力键的极限抗剪承载力主要取决于贯穿钢筋直径和混凝土强度;与普通混凝土试件相比,UHPC试件的抗剪刚度提升了2～3倍,双孔剪力键极限抗剪承载力约提高41%,三孔约提高56%;钢板开孔孔径、...     

基于Payne效应的膜式空气弹簧非线性动刚度模型

本文中提出了一种考虑气囊橡胶Payne效应和热力学等效刚度阻尼滞回特性的膜式空气弹簧非线性动刚度模型,以解决空气弹簧动刚度非线性建模难题,并为气囊结构设计与材料选择提供理论依据。首先,通过示功试验对动刚度实部和虚部进行参数识别,表明在小振幅下,气囊橡胶Payne效应会引起动刚度的增大,并验证了不同振幅和频率激励下模型的正确性。接着,从振幅和频率两个维度给出了各解耦变量贡献度变化趋势的物理解释。结果显示,气囊橡胶的Payne效应使动刚度实部随振幅增大而减小,虚部随振幅增大呈现先增大后逐渐减小的趋势;气体刚度和由热交换产生的等效阻尼会使动刚度实部随频率升高逐渐增大,虚部随频率升高先增大后减小。最后给出了一个反映橡胶气囊动刚度贡献率的膜式空气弹簧新的评价指标,可直接表征空气弹簧低幅动态性能和结构设计与材料选择的优劣。试验表明,该值主要随振幅增加明显下降,橡胶气囊在低振幅时产生的刚度不可忽视。     

深圳茅洲河碧道燕罗人行桥设计

深圳茅洲河碧道燕罗人行桥主跨108 m,桥宽11.5 m,矢跨比1/11.74,采用双层桥面布置,拱顶处互通。桥梁设计采用下穿式斜拉-拱桥组合结构体系,降低了拱脚水平力,提高了主拱刚度。拱肋采用分离式钢箱截面,截面高1.2 m,高跨比1/90,拱脚采用PBL剪力键与混凝土拱座连接。主梁采用1.2 m高焊接工字钢梁,拱梁之间采用钢管立柱连接。桥塔采用现浇变截面混凝土斜塔,塔高13.04 m,倾角37.06°,塔顶3.75 m为锚索区,采用混凝土外套钢帽的构造。拉索采用镀锌钢丝拉索体系,主索及背索上端交叉锚固于混凝土桥塔上,主索下穿拱肋段采用“钢管内置定位器”构造,背索下端通过锚拉板锚固于背索承台上。基础采用?150 cm钻孔灌注桩。为控制人致振动加速度,在跨中和四分点处设置TMD,达到了良好的人行舒适度。     

组合剪力连接件的抗拉承载力有限元分析

为研究组合剪力连接件在PBL高度,贯通钢筋直径,孔径大小,栓钉直径对抗拉承载力和荷载-滑移曲线的影响,使用有限元软件ABAQUS建立组合剪力键模型,通过现有试验对比验证可行性并进行参数化分析。结果表明：增加PBL高度、贯通钢筋直径、开孔孔径、栓钉直径能提高抗拉承载力。其中,增加PBL高度对抗拉承载力的增幅效果并不显著;开孔孔径与承载力之间并不是呈线性增长关系;当贯通钢筋直径从12mm增加至16mm时,构件的承载力有了显著提升;栓钉直径提升至16mm时,构件的极限承载力明显增大;根据叠加原理,建立了组合剪力连接件抗拉承载力计算公式,计算值与数值模拟结果吻合度较高。     

钢箱梁翼缘板剪力滞后效应分析与探讨

在我国钢桥建设中,钢箱梁是应用最为广泛的一种类型。对于市政钢箱梁,桥面往往较宽,采用单箱单室结构时,腹板间距较大,结构尺寸高而薄,受力复杂,常受到多种力的联合作用,因此确定合理的腹板间距及尺寸以获得良好的结构效应,是设计关注的重点,也是本文探讨的关键。本文拟通过计算单箱单室桥梁剪力滞效应,比选不同腹板间距的桥梁剪力滞系数,确定钢箱梁腹板间距的合理尺寸,从而为钢箱梁结构设计提供参考。     

采用抗拔不抗剪连接件的钢-混组合连续梁桥设计分析

钢-混组合连续梁桥能够充分发挥钢材和混凝土两种材料的优点,在受力性能、综合造价、施工速度以及耐久性方面具有很多优势,在工程上应用越来越广泛。“抗拔不抗剪”技术通过释放连接件的抗剪作用,能够有效地解决钢-混组合连续梁桥负弯矩区混凝土的开裂问题。本文通过Midas建模,研究分析了“抗拔不抗剪”连接件组合梁与普通剪力钉组合梁的受力区别,结果表明：抗拔不抗剪连接件对负弯矩区桥面板轴力、应力和裂缝宽度的“消峰”作用非常明显,但会导致组合梁挠度和钢梁应力有所增加,设计时应综合考虑其对结构受力的影响。     

非同时受压矩形钢管混凝土界面传力特性研究

受结构构造、施工方法及制作精度等影响,钢管混凝土桥梁节点区域传力较为复杂,压力荷载传递往往先由钢管或混凝土承担,经过一定长度后再由钢管和混凝土共同承担,钢管和混凝土非同时受压现象较为普遍。界面传力机理决定着非同时受压钢管混凝土构件、节点及界面抗剪连接件的工作特性。基于弹性连续介质层法,利用变形协调条件,建立了非同时受压矩形钢管混凝土界面传力理论分析模型,推导出剪力传递长度及界面纵向剪力的解析表达式。经有限元验证理论分析模型,进行了矩形钢管混凝土界面传力特性的敏感性参数分析,给出了矩形钢管混凝土剪力传递长度和界面纵向剪力的变化规律。结果表明：给出的界面相对滑移、界面纵向剪力、剪力传递长度等解析公式计算精度较高,可为钢管混凝土构件、节点及界面抗剪连接件的设计计算提供理论依据;剪力传递长度是反映钢管混凝土界面传力特征的关键指标,决定着钢管与混凝土协同作用范围及强弱;弹性工作阶段混凝土先受压和钢管先受压时界面剪力传递长度相等,与轴力无关,受界面剪切刚度影响规律相同;界面纵向剪力与轴力成正比;剪力传递长度随界面剪切刚度的增大而减小,与之呈负指数函数关系,随钢管、混凝土的轴压刚度增大而增大,与之呈...     

沙坡头黄河大桥约束体系研究

为了探究沙坡头黄河大桥合理的约束体系,从而减小桥梁结构的地震响应,以沙坡头黄河大桥为研究对象,利用SAP2000软件,采用非线性时程分析方法开展了不同约束体系下桥梁地震响应的对比分析,提出了纵向在主塔位置设置黏滞阻尼器,横向在主塔和桥墩处设置黏滞阻尼器和摩擦摆支座的减震阻尼体系。结果表明,采用该体系,塔底弯矩降低了34%,主塔和过渡墩处的支座纵向位移降低了55%以上;纵向阻尼系数主塔处取4 000、过渡墩处取3 000,横向阻尼系数主塔处取4 000、过渡墩处取2 000,是较为合理的。