斜拉橋鋼混組合箱梁焊釘連接件剪力分布

橋梁鋼混結(jié)合部PBL剪力連接件承載能力探討

鋼混組合箱梁橋的仿真分析

文章依托忻州至阜平高速公路忻州至長(zhǎng)城嶺段鋼混組合梁橋的情況,針對(duì)鋼混組合梁的計(jì)算原則、設(shè)計(jì)要點(diǎn)以及在施工中的工藝進(jìn)行了較為系統(tǒng)的闡述,作為在我省首次應(yīng)用的結(jié)構(gòu)型式,必將在更多的橋梁中得到廣泛的應(yīng)用。

橋塔鋼-混結(jié)合段剪力連接件承載力試驗(yàn)研究——為確保斜拉橋橋塔鋼一混結(jié)合段連接的安全可靠，應(yīng)選擇合適的剪力連接件。結(jié)合連島工程跨海斜拉橋索塔錨固區(qū)的設(shè)計(jì)，比較不同極限承載力公式的差異。對(duì)栓釘連接件進(jìn)行模型試驗(yàn)研究，試驗(yàn)得到栓釘?shù)暮奢d～滑移量曲線...

組合梁抗剪連接件設(shè)計(jì)

為研究剪力連接程度對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼與混凝土組合箱梁的界面相對(duì)滑移、撓度及受彎承載力的影響,設(shè)計(jì)制作了4根不同剪力連接程度預(yù)應(yīng)力鋼與混凝土組合箱梁模型試件,采用三分點(diǎn)對(duì)稱(chēng)加載,對(duì)其進(jìn)行了受彎性能試驗(yàn)研究。研究表明,隨著剪力連接程度的降低,變形及界面滑移明顯增大,承載能力有所降低,但并不與剪力連接程度成正比關(guān)系,連接程度為0.5的組合箱梁承載力較完全連接組合箱梁降低不到30%。結(jié)合國(guó)內(nèi)外7根部分剪力連接組合梁試驗(yàn)資料,運(yùn)用最小二乘法,對(duì)歐洲規(guī)范ec4中關(guān)于部分剪力連接組合梁承載力計(jì)算公式進(jìn)行了修正。結(jié)果表明,修正值與實(shí)測(cè)值吻合良好,滿(mǎn)足工程精度要求。

為明確剪力釘單釘連接件抗剪承載力的合理計(jì)算方式,根據(jù)已有單釘推出試驗(yàn)對(duì)有限元方法進(jìn)行驗(yàn)證后,運(yùn)用該方法對(duì)幾種常用的剪力釘單釘連接件抗剪承載力公式進(jìn)行了對(duì)比分析,并得出合理計(jì)算公式。

為了充分利用環(huán)境友好型材料竹材,文中提出了竹材-混凝土組合結(jié)構(gòu)橋面板,即以抗拉強(qiáng)度較高的竹膠板作為受拉區(qū),而以抗壓強(qiáng)度較高的混凝土作為受壓區(qū),2種材料界面處采用螺釘剪力連接件而形成竹-混凝土組合結(jié)構(gòu)板.為了掌握竹-混凝土組合結(jié)構(gòu)螺釘剪力鍵的抗剪承載能力等基本力學(xué)性能,完成了9組共27個(gè)推出試件的推出試驗(yàn),綜合研究了螺釘?shù)闹睆健⑨斎虢嵌?、順紋向排列間距對(duì)螺釘連接件抗剪承載能力的影響,并對(duì)推出試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合處理分析,提出了該螺釘剪力鍵的抗剪承載能力、抗剪剛度計(jì)算公式,以及螺釘剪力鍵荷載-滑移曲線的函數(shù)表達(dá)式,為該類(lèi)型剪力連接件在竹-混凝土組合結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用提供必要的前提.

基于波形鋼板組合箱梁獨(dú)特的受力特點(diǎn),在"擬平截面假定"的基礎(chǔ)上,忽略鋼板的抗彎承載能力。對(duì)e-reissner所采用的二次拋物線形來(lái)描述箱梁翼板縱向位移沿橫向分布進(jìn)行修正,采用二次項(xiàng)與三次項(xiàng)擬合來(lái)假定。利用能量變分法對(duì)波形鋼板組合箱梁的剪力滯效應(yīng)進(jìn)行分析,得到波形鋼板組合箱梁剪力滯系數(shù)計(jì)算公式,并通過(guò)有限元數(shù)值模擬驗(yàn)證了此公式的正確性。

介紹了栓釘連接件的構(gòu)造,受力特性及破壞形式,并對(duì)國(guó)內(nèi)外常用的推出試驗(yàn)作簡(jiǎn)要描述,歸納總結(jié)了栓釘連接件承載能力的計(jì)算模型以及試驗(yàn)方法,以促進(jìn)栓釘連接件在組合結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。

frp橋面板具有優(yōu)越的性能,與鋼梁結(jié)合形成的鋼-frp橋面板結(jié)合梁橋有著良好的應(yīng)用前景。通過(guò)試驗(yàn)提出一種經(jīng)濟(jì)有效、施工便利的梁、板連接方式,對(duì)其進(jìn)行了疲勞試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明該連接方式的承載能力和疲勞性能均滿(mǎn)足aashto規(guī)范的要求。得到了frp板中栓釘連接件承載力的計(jì)算公式,并應(yīng)用于實(shí)際工程,為鋼-frp板結(jié)合梁橋的推廣應(yīng)用作出了前期的研究工作

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采用荷載增量步技術(shù)和單元生死技術(shù),可實(shí)現(xiàn)橋梁從施工到成橋全過(guò)程的受力仿真分析。結(jié)合一7×100m連續(xù)組合箱梁橋,介紹對(duì)其仿真分析的方法,計(jì)算結(jié)果表明該方法能精確模擬構(gòu)件實(shí)際受力全過(guò)程,為多跨組合梁橋的施工方案的選取提供了一種有效的驗(yàn)證手段。

以鋼-混凝土組合梁中普遍采用的栓釘剪力連接件為研究對(duì)象,針對(duì)普通單釘頭栓釘連接件存在根部相對(duì)薄弱、抗剪能力較差、連接容易過(guò)早失效的缺點(diǎn),提出了一種新型雙釘頭型栓釘剪力連接件形式,并進(jìn)行了推出試驗(yàn)有限元模擬分析,在此基礎(chǔ)上討論了影響新型栓釘連接件抗剪承載力的主要因素,最后結(jié)合有關(guān)規(guī)范公式提出了設(shè)計(jì)建議。研究表明:新型雙釘頭型栓釘提高了連接件的抗剪極限承載力(與傳統(tǒng)栓釘相比,承載力可提高約10%),減小了鋼梁與混凝土板的相對(duì)滑移,提高了二者的共同工作能力。下釘頭直徑是影響新型栓釘連接件抗剪性能的主要因素,工程應(yīng)用時(shí)可取栓釘下釘頭直徑為其桿身直徑的1.2~1.3倍,此時(shí)連接件極限承載力較高,抗剪工作性能亦較好。當(dāng)按照我國(guó)現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范設(shè)計(jì)采用新型栓釘連接件的鋼-混凝土組合梁時(shí),可對(duì)單個(gè)栓釘連接件的抗剪承載力計(jì)算值乘以1.3增大系數(shù)。與采用傳統(tǒng)栓釘?shù)慕M合梁相比,采用新型栓釘?shù)匿?混凝土組合梁初期剛度與前者基本相同,但后期會(huì)有約12%~20%的明顯提高。由于新型栓釘?shù)幕戚^小,使混凝土板和鋼梁共同工作效果提高。

探討和總結(jié)了壓型鋼板肋與鋼梁組合結(jié)構(gòu)的栓釘連接件的受力性能,從焊接方法、混凝土強(qiáng)度壓型鋼板的厚度等多方面,分析了各種影響因素對(duì)栓釘連接件受力性能的影響。

通過(guò)對(duì)鋼混結(jié)合段傳力方式、承載能力以及抗疲勞能力的分析,探討了鋼混結(jié)合段中混凝土、鋼結(jié)構(gòu)和剪力件的工作機(jī)理。分析結(jié)果表明,剪力件是影響鋼混結(jié)合段承載能力的關(guān)鍵因素。

基于10個(gè)栓釘連接件在單調(diào)荷載下的推出試驗(yàn),對(duì)高性能混凝土中栓釘?shù)钠茐男螒B(tài)、抗剪承載力、荷載-滑移關(guān)系、變形能力等進(jìn)行了研究,重點(diǎn)分析了混凝土類(lèi)型、栓釘直徑等參數(shù)對(duì)栓釘抗剪性能的影響。結(jié)果表明:栓釘在高性能混凝土中的抗剪承載力與在普通混凝土中相近;栓釘具有較好的抗剪延性與變形能力;栓釘在高性能混凝土和普通混凝土中均出現(xiàn)了明顯的剛度退化特性,且二者的退化程度相當(dāng);栓釘焊接不宜采用普通圍焊工藝。最后,在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,初步提出了高性能混凝土中栓釘抗剪承載力的設(shè)計(jì)建議。

介紹斜拉橋組合索塔中鋼錨箱的連接情況,結(jié)合具體工程,建立組合索塔錨固區(qū)三維實(shí)體有限元模型,計(jì)算了不同鋼錨箱連接情況下的剪力釘受力,通過(guò)對(duì)剪力釘剪力分布規(guī)律的比較,得到鋼錨箱節(jié)段間全部連接而且最底部鋼錨箱和混凝土上的鋼墊板緊密結(jié)合,是剪力釘受力最合理的一種結(jié)構(gòu)形式。

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組合梁新型連接件抗剪性能試驗(yàn)研究——抗剪連接件主要用于承擔(dān)混凝土翼板與鋼梁上翼緣之間的縱向剪力，是保證鋼一混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件共同受力、協(xié)調(diào)變形的關(guān)鍵部件．提出一種新型連接件，即在倒t型截面鋼梁腹板上邊緣部分開(kāi)孔，鋼梁腹板開(kāi)孔上邊緣焊接連續(xù)的蛇形鋼...

分析了影響冷彎型鋼立柱組合墻體抗剪承載力的主要因素是自攻螺釘連接件抗剪承載力,介紹了日本等其他國(guó)家規(guī)范中的計(jì)算方法,以及影響連接件承載力的因素,為我國(guó)進(jìn)行相關(guān)研究提供參考依據(jù)。

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