组合梁斜拉桥钢混结合段钢格室的参数设计及力学性能分析

针对组合梁斜拉桥钢混结合段钢格室进行了参数设计及力学性能分析。通过ANSYS建立某大桥钢混结合段的有限元模型,主要讨论了钢承压板的厚度、钢格室的长度、剪力钉和PBL键的间距等设计参数对钢格室性能的影响。计算分析得出钢承压板最佳理论厚度为40~80 mm,钢格室最佳理论长度为2 m,剪力钉和PBL键最佳理论间距为150 mm。     

方钢管灌浆连接节点轴压性能试验研究

模块装配式钢结构中不同模块间的连接方式对节点的承载能力和结构整体安全有着重要影响.借鉴海上风机桩-基础连接对已有的钢模块间方钢管梁柱节点连接方式进行改进，提出一种带有抗剪键的灌浆连接方式.为了研究灌浆连接抗剪键设置准则，设计了7个方钢管灌浆连接试件并进行了轴压测试，研究了抗剪键的高度h和间距s对试件极限承载能力的影响，并调查了各试件的破坏模式.研究结果表明，外套筒钢材的强度需要和灌浆料强度进行适度的匹配.此外，增加抗剪键的数量可以显著提升试件的极限承载能力，但随着h/s变小，抗剪键提升承载能力的效率会降低.抗剪键数量一定的情况下，适当的增加抗剪键间距s能够略微提升试件的极限承载能力.     

黏滞阻尼器在框架核心筒结构中的布置研究

为研究阻尼器在框架核心筒结构中立面和平面布置差异对减震效果的影响,使用非线性软件PERFORM-3D结合框架核心筒结构的内力重分布机制,对4种阻尼器布置不同的方案输入3条地震波进行非线性动力时程分析,对比结构的最大层间位移角、最大层剪力、塑性损伤情况、结构总能量分配和滞回耗能在结构高度上的分配,从力、位移和能量的角度综合寻求阻尼器在框架核心筒结构中的最优布置方案.     

GFRP板与混凝土粘结性能试验

为考察玻璃纤维增强复合材料(Glass Fiber Reinforced Polymer,GFRP)板与混凝土的粘结性能,对36个试件进行了试验研究.采用GFRP板-混凝土块搭接接头的单剪试验方法,考察了4种GFRP板与混凝土的连接方式(粘粗砂法、涂环氧胶法、粘剪力键法以及同时粘剪力键和粘粗砂的综合法),同时考虑了粘砂长度、环氧胶类型、混凝土类型和附加GFRP布增强等因素,并提出了一种抗剪设计方法.结果表明:4种连接方式都获得了较高的平均粘结强度(>2.9 MPa);粘砂长度、环氧胶类型和附加GFRP布增强等因素对平均粘结强度有显著的影响,而混凝土类型的变化则影响较小.提出的4种连接方式均可作为FRP-混凝土组合结构的有效组合界面抗剪连接措施.     

带剪力键的FRP板与混凝土粘结性能研究

目的探讨影响带剪力键的纤维增强聚合物(Fiber Reinforced Polymer,FRP)板与混凝土的粘结性能的主要因素.方法采用FRP板-混凝土块搭接接头的单剪试验方法,考虑剪力键高度、宽度和长度、附加砂粒增强以及混凝土强度等因素,对带剪力键的FRP板与混凝土间粘结性能进行了深入研究.结果剪力键长度、附加砂粒增强和混凝土强度等因素对FRP板与混凝土间平均粘结强度有显著影响,而剪力键高度和宽度的变化影响较小.结论得到了5种试验因素对FRP板与混凝土间平均粘结强度的影响规律,并提出了FRP剪力键抗剪设计方法,可用于指导FRP-混凝土组合结构中组合界面抗剪设计.     

Twin-PBL剪力键承载力影响因素及破坏形态

为研究波纹钢腹板PC组合箱梁中所使用的Twin-PBL剪力键的抗剪承载能力,明确剪力键与混凝土之间在加载全过程中的变形协调关系,采用静载推出试验方法,完成了4组8个Twin-PBL剪力键试件的试验研究。结果表明,当开孔钢板孔径为30mm时,随着贯穿钢筋直径从14mm增大至16mm,剪力键的抗剪承载能力有显著提高;当贯穿钢筋直径为16mm时,随着开孔孔径从30mm减少至20mm,剪力键的抗剪承载能力明显下降;开孔钢板厚度对剪力键的抗剪承载能力影响不大。各试件的荷载-滑移趋势具有相似性,且表现出良好的延性,剪力键开孔钢板的孔间传力符合加载受力的传递机理。通过国内外学者推荐的承载力公式计算值与此次试验的实测值对比,发现部分推荐公式高估了Twin-PBL剪力键的承载能力。因此,提出了一个新的抗剪承载力计算公式,能够为剪力键的设计安全性提供理论参考。     

压力型锚杆锚固段流变特性试验研究

为了研究压力型锚杆锚固段流变特性,进行了室内锚固系统拉拔蠕变试验。通过设计不同锚固段长度和灌浆体强度,试验研究了不同长度的锚固体在不同荷载作用下轴向位移随时间变化的规律,深入对比了不同强度的砂浆和不同锚固段长度对锚固效果的影响。试验得出:试件的破坏形式与灌浆体的长度和灌浆体的强度等级密切相关,灌浆体长度为300 mm的试件发生钢筋断裂,长度小于300 mm的试件则沿第二锚固界面的破坏,基体强度较小时在径向压力增大到一定值时,基体率先开裂。     

混合连续梁桥主梁钢—混结合段受力性能分析

混合连续梁桥主梁钢—混结合段构造繁琐且受力复杂,是混合连续梁桥设计成败的关键。文章以某混合连续梁桥主梁钢—混结合段为研究对象,采用有限元软件Midas/Civil和ANSYS建立模型,对其进行局部应力分析,并数值模拟分析了PBL剪力键(开孔板连接件)和剪力钉受力状况,研究了承压板厚度变化对结合段构件受力性能的影响。结果表明:钢—混结合段的钢箱梁和混凝土箱梁应力、剪力钉及PBL剪力键最大剪力均符合规范要求;承压板厚度的增加能有效降低结合段钢构件的应力水平,缓解结合段连接处的局部应力集中现象。     

弹性软碰撞防护装置试验研究

为限制隔震层位移,对能提供刚度的弹性软碰撞防护装置进行了试验研究,该装置主要由天然橡胶支座、剪力键及中空连接钢板组成.首先对天然橡胶支座进行了设计压应力12 MPa下基本性能试验及压应力0 MPa下剪切试验.然后,进行了三种型号的弹性软碰撞防护装置的水平力学性能测试试验,测定该类装置的水平等效刚度及支座顶端在装置工作过程中的转角,探讨不同剪力键连接方式、不同材质的剪力键及中空连接钢板、剪力键外圆面是否罩橡胶套、不同支座直径以及不同橡胶剪切模量的影响及差异.对比分析了弹性软碰撞防护装置的水平等效刚度与支座部分在0 MPa下试验结果的差异.结果表明:单纯采用过盈配合的连接方式,剪力键存在松动的可能,改进的连接方式是可行的,在剪力键外圆面罩上橡胶套后可避免或减轻中空连接钢板的损伤;与0 MPa下支座试验结果相比较,装置水平等效刚度的降低程度及支座顶端转角随支座部分剪应变的增大而增大;不同支座直径及不同橡胶剪切模量,装置水平等效刚度的降低程度及支座顶端转角有所差异.     

大型桥梁钢—混接头状态监测及安全评估方法

钢-混凝土结合段（钢混接头）是保证混合结构安全性能最为关键的结构部位,针对大型桥梁PBL剪力键加局部预应力束的钢混接头形式进行了状态监测及安全评估方法研究。分析该类构件的破坏机理,提出了区别于传统的监测参量。研究了PBL剪力键测点布置方案和监测参量的闽值,并考虑了环境、荷栽和混凝土收缩徐变给局部预应力损失评估带来的不利影响。通过与试验数据的比照和对实桥监测数据的分析,结果表明新监测参量和评估方法具有可行性,对大型桥梁同类关键部位的健康监测提供了可供借鉴的方法。