腹板几何参数变化对波纹钢腹板箱梁桥的力学影响

以邢衡高速公路邢台段上一座波纹钢腹板组合箱梁桥(50 m+80 m+50 m)为工程实例,通过有限元软件Midas建立波纹钢腹板组合箱梁桥空间模型。分析了钢腹板几何参数变化下的箱梁基本力学特性,结果显示:箱梁挠度受腹板几何参数变化的影响很小;减小腹板直线段长度b对箱梁有利;波纹钢腹板相对于平板钢腹板可以明显提高箱梁抗扭刚度,弯折角越大,箱梁抗扭刚度越大;增加腹板厚度t可以改善箱梁受力性能。     

波纹钢腹板组合箱梁桥PBL剪力连接件研究

为了研究波纹钢腹板组合箱梁PBL剪力连接件的力学性能.分别通过非线性有限元和实验研究,分析了PBL剪力连接件力学性能.采用PBL连接件的推出实验试件,进行了推出实验研究;用有限元方法模拟PBL连接件从开始受力到剪断破坏的全过程,研究了PBL连接件的滑移量、承载能力等力学性能.有限元分析结果和试验实测结果的对比分析表明:...     

波纹钢腹板组合箱梁常幅疲劳性能试验研究

波纹钢腹板组合箱梁结构以波纹钢腹板代替传统的混凝土腹板,实现了主梁的轻型化。针对波纹钢腹板组合箱梁的破坏机理,研究了2根波纹钢腹板组合箱梁的静力和疲劳性能。记录了试验中裂纹萌生、扩展的全过程,分析了试件破坏模式、承载力、荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线,并通过材料力学公式对100 kN时梁挠度进行计算。结果表明：箱梁破坏时纵向裂纹萌生于混凝土底板,纵向贯通拉裂后,波纹钢腹板与底板之间产生纵向滑移,混凝土销剪切错动破坏。实际工程中应对混凝土底板进行FRP加固或设置预应力筋减缓裂纹萌生以及扩展;箱梁具有很好的疲劳耐久性,疲劳试验中裂纹扩展缓慢,当P_max为静力试验承载力的50 %时,疲劳寿命超过6×10⁶周次;箱梁受力符合拟平截面假定,混凝土顶底板主要承受弯矩,波纹钢腹板主要承受剪力。挠度计算结果略小于试验值,属于偏安全计算,误差原因主要是未考虑波纹钢腹板剪切变形对梁挠度影响。     

钢腹板体外预应力组合箱梁剪力滞效应有限元分析

应用ANSYS有限元软件建立钢腹板体外预应力组合箱梁有限元模型,在集中荷载对称作用在肋板处和集中荷载作用在翼板中心两种加载方式下,对波纹钢腹板体外预应力组合箱梁与平钢腹板体外预应力组合箱梁的剪力滞效应进行分析,对波纹钢腹板体外预应力组合箱梁在两种加载方式下的剪力滞系数沿纵向和横向的分布进行了讨论．结果表明：两种箱梁剪力滞系数的变化规律相同,但波纹钢腹板体外预应力组合箱梁的剪力滞效应相对明显;荷栽作用位置从肋板向翼板中心移动时,波纹钢腹板组合箱梁顶板由正剪力滞效应到负剪力滞效应变化,纵向在荷载作用位置附近剪力滞效应明显．     

几何参数对预应力波纹钢腹板箱梁桥受力性能的影响分析

对实际工程中某三跨波纹钢腹板体外预应力连续箱梁桥建立有限元模型,通过改变腹板参数,探讨几何参数对桥梁整体受力性能的影响.分析表明,随着波纹钢腹板折叠角的增大,波纹钢板的抗弯刚度逐渐减小,当折角在10°～40°范围内变化时,波纹钢板的抗弯刚度变化最为明显; 波纹钢腹板水平面板宽度b增大会提高箱梁的抗弯刚度,但b值太大会影响波纹钢腹板的整体受力性能; 增加波纹板的厚度能显著提高箱梁的抗剪性能,并在一定程度上能够提高箱梁的抗弯刚度,但板厚增加到20 mm时,其对提高箱梁的抗剪性能和抗弯性能的贡献逐渐趋小; 波纹钢腹板的倾角不宜太大,宜小于25°.     

波纹钢腹板组合框架抗火性能研究

为深入认识波纹钢腹板组合框架这种新型装配式结构体系的耐火能力,对其抗火性能进行了有限元模拟和分析。考虑波纹钢腹板界面特征,建立了框架温度场和热力耦合分析模型,并验证了模型的合理性。分析了框架截面温度场分布特征,以及梁火灾荷载比、柱火灾荷载比、线刚度比、配筋率、耐火保护层对波纹钢腹板组合框架结构耐火性能的影响。研究结果表明：在火灾过程中,波纹钢腹板组合柱温度分布呈现梅花状;框架在火灾下的破坏模式主要为柱破坏,框架柱呈现C型弯曲破坏;柱轴压比、梁柱线刚度比、梁荷载比对框架的耐火极限存在不同程度的影响,而配筋率影响很小;工程中常用参数范围无耐火保护情况下,框架耐火极限一般小于60 min。研究结果可供此类结构抗火设计参考。     

波形钢腹板PC组合箱梁桥腹板平板长度的参数分析

采用混合单元建立波形钢腹板体外预应力混凝土简支箱梁桥的空间有限元计算模型,对腹板剪应力极值、主应力极值和箱梁顶板、底板的正应力极值、主应力极值进行了分析,研究了波形钢腹板平板长度对该种结构受力性能的影响.计算结果表明波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁腹板平板长度与波高之比的合理范围是1.67～2.67.分析结果可以为波形钢腹板箱梁桥的合理设计提供参考.     

波纹钢腹板组合箱梁拟平截面假定的试验验证及破坏分析（2013研究生论坛）

为研究波纹钢腹板组合箱梁的抗弯性能,以深圳南山大桥为原型,根据相似理论制作了缩比尺寸为1:20的试验梁,研究了波纹钢腹板组合箱梁的开裂形式、裂缝开展、位移和应变受力响应情况。结果表明,波纹钢腹板组合箱梁首先在底板边缘及混凝土底板与波纹钢腹板连接处出现弯曲裂缝,破坏时最大裂缝宽度达5mm。在循环荷载作用下,组合箱梁的位移响应曲线符合三折线模型。底板开裂前后组合箱梁顶板应变响应曲线呈直线发展且加卸载段基本重合,混凝土底板应变响应曲线斜率在开裂前有细微变化,开裂后再次呈直线发展,加卸载段曲线并不重合,波纹钢腹板组合箱梁在承受弯曲荷载作用时基本吻合拟平截面假定。     

波形钢腹板PC组合箱梁桥面铺装力学特性分析

结合郑州市陇海路主线高架桥工程,针对波形钢腹板PC组合箱梁桥面沥青铺装结构,利用ANSYS软件建立三维有限元计算模型,对铺装层厚度、铺装层弹性模量、车辆荷载、汽车冲击力等影响桥面铺装受力的因素进行敏感性分析,同时分析温度效应对铺装结构的影响。研究结果表明:车辆荷载对铺装层受力影响显著,且各应力与轴载大小基本成线性关系; 铺装层厚度与弹性模量对铺装层受力有一定影响; 汽车冲击力对铺装层受力影响较大; 温度变化会使铺装结构产生较大的温度应力。     

波形钢腹板PC组合箱梁试验全过程分析

通过大尺寸波形钢腹板PC组合箱型梁试验梁的构造设计、制作工艺和试验方法的研究，提出了构造设计和结构制作中应注意的若干问题，分析了荷载作用下波形钢腹板PC组合箱梁的截面应变、变形和裂缝发展规律，为波形钢腹板PC组合箱梁桥的设计、施工和试验提供了理论依据。     

波形钢腹板PC组合箱梁抗剪连接件受力分析与设计

在波形钢腹板PC组合箱梁中,波纹钢腹板PC组合箱梁的受力性能取决于剪力连接件的工作性能.在介绍波形钢腹板PC组合箱梁常用剪力连接件的构造以及设计计算的基础上,结合某大跨径波形钢腹板PC组合箱梁的设计实例,采用国内相关地方规范,进行了Twin-PBL及S-PBL剪力连接件的设计计算.结果表明:PC箱梁采用的Twin-PBL连接件及S-PBL连接件符合相关规范的要求,能够满足波形钢腹板及混凝土顶底板之间的抗剪和抗滑移需求.     

钢管混凝土组合节点的非线性有限元分析

在钢管混凝土柱—钢骨混凝土梁组合节点试验研究的基础上利用有限元软件ANSYS进行了反复荷载作用下的数值模拟,并对不同腹板厚度和钢骨混凝土梁纵筋配筋量对该组合节点承载力的影响进行了分析。结果表明,有限元计算所得的结果基本能反映结构在反复荷载作用下的应力状态、受力性能等。     

钢波纹板-混凝土拱加固体系有限元分析

为了研究钢波纹板-混凝土拱加固体系的力学性能,依托工程实例,建立了钢波纹板-混凝土拱加固体系的空间有限元模型.通过应力分析可知该体系在最不利情况下的最大竖向位移位置,分析加固体系拱顶混凝土厚度的参数,从而得到拱顶最小安全填筑厚度.结果表明,在钢波纹板-混凝土拱加固体系中,钢波纹板受力较大,是结构的控制核心,混凝土处于三维受力状态,不宜采用过高标号;随着拱顶混凝土填筑厚度的增加,钢波纹板的应力应变逐渐减小;加固体系在挂车荷载作用下存在一定的应力集中.     

新型波形钢腹板组合箱梁温度效应

针对由混凝土与钢材的热工参数差异显著而导致新型波形钢腹板组合箱梁温度效应突出的问题,考虑子梁微段平衡条件、子梁间变形协调条件和波形腹板剪切变形效应,建立竖向温度梯度作用下新型波形钢腹板组合箱梁相对滑移、内力和应力的理论计算方法. 对大温差地区的新型波形钢腹板组合箱型试验梁进行温度长期观测,拟合结构竖向温度梯度函数,通过该理论方法计算实测温度梯度下的结构温度响应,利用有限元模拟对本文理论进行验证. 结果表明,在实测温度梯度下,界面剪力、子梁弯矩和应力均沿梁纵向呈双曲余弦函数分布,层间相对滑移沿梁纵向呈双曲正弦函数分布. 是否考虑腹板剪切变形效应对组合梁梁端向跨中0.8 m范围的温度效应影响较大,对组合梁中部的影响可以忽略. 混凝土线膨胀系数、组合箱梁层间滑移刚度和界面温差对新型波形钢腹板组合箱梁温度效应的影响较大,在设计中应合理排布层间剪力连接件,考虑混凝土线膨胀系数的变异性对该类结构进行温度效应计算.     

波纹腹板H型钢梁的有限元分析

波纹钢板相对于平板具有更好的抗屈曲性能。采用有限元的分析方法,分别建立了平腹板和波纹腹板H型钢梁的有限元模型,采用两点加载方式对比考察了钢梁受弯段和剪跨段的力学性能。通过有限元分析对比,说明了平腹板H型钢梁与波纹腹板H型钢梁的承载力、破坏形态和变形曲线的差异。得到的结论可以为相关结构设计提供参考。     

波形钢腹板组合梁抗震性能试验

为探讨波形钢腹板内衬混凝土和焊接加劲肋的两种构造波形钢腹板组合梁抗震性能,通过剪跨比为1.67的波形钢腹板组合梁缩尺模型拟静力加载试验,比较分析了破坏特点、滞回曲线、承载力、延性、强度与刚度退化、耗能能力、变形恢复能力等基本力学特性.研究结果表明:钢腹板内衬混凝土和焊接加劲肋的波形钢腹板组合梁分别为弯剪和剪切破坏,腹板分别发生局部屈曲和整体屈曲,混凝土板根部均产生剪切斜裂缝;内衬混凝土相比焊接加劲肋的波形钢腹板组合梁的承载力、延性和耗能能力较高;两种构造均可提高腹板稳定性,滞回曲线形状相对饱满,强度退化系数均大于0.9,粘滞阻尼系数大于0.2,残余变形率小于0.61,表明两种构造的波形钢腹板组合梁强度退化不明显,耗能能力和变形恢复能力较强.     

复合材料交通信号灯架的有限元分析

交通工程中大量使用信号灯架，其质量、耐久性、造价是工程建设的重要指标．笔者介绍了复合材料的性能，用大型结构分析软件ANSYS对玻璃钢复合材料制作的红绿灯架进行了有限元分析，并与普通钢材红绿灯架进行了分析和比较．     

扁管承压能力的有限元分析

应用有限元分析方法,对相同周长、相同壁厚的扁管在直边段和圆弧半径的不同比值条件下与所能承受最大外压力的关系进行了分析.并对计算分析取得的数据进行拟和得到了扁管在直边段和圆弧半径的不同比值条件下能承受最大外压力的关系及经验公式.     

不同连接形式对波纹钢腹板PC组合梁性能影响

针对波纹钢腹板PC组合梁不同连接形式对梁力学性能产生不同影响的问题,通过实验的方法,对此类梁常用的3种连接形式(即栓钉、PBL以及外包钢板型)的力学性能进行了研究,评价了3种连接形式对波纹钢腹板PC组合箱梁的影响.研究结果表明:此3种连接形式均满足承载力要求,具有较好的抗滑移性能;但是外包钢板型连接形式在刚度、承载能力及抗裂性等方面,较其他两种连接形式具有更优越的力学性能.外包钢板是更加适合于该类组合梁的连接形式.在实际工程中,宜多采用该类型的连接形式.