波形钢腹板-桁架-混凝土板组合梁静力三分力系数分析 被引量：5

1

作者 郭树彬 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2021年第14期87-93,共7页

为研究波形钢腹板-桁架-混凝土板组合梁的抗风性能,建立了该类梁的CFD数值分析模型,分析了-3°,0°,3°三种风攻角以及均匀流与C类地貌两种流场条件下组合梁截面的流场、截面的风压分布以及不同位置处的平均风压系数,并给... 为研究波形钢腹板-桁架-混凝土板组合梁的抗风性能,建立了该类梁的CFD数值分析模型,分析了-3°,0°,3°三种风攻角以及均匀流与C类地貌两种流场条件下组合梁截面的流场、截面的风压分布以及不同位置处的平均风压系数,并给出了均匀流与C类地貌下该类梁的升力系数、阻力系数与升力矩等气动三分力系数。研究结果表明:桥面板的上表面主要表现为风吸力,下表面风压分布主要受到特征湍流即分离涡的影响;均匀流场下气动三分力系数约为C类地貌下的1.1~1.2倍;与数值分析结果相比,《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/T 3360-01—2018)建议的气动三分力系数取值偏于保守。 展开更多

关键词 波形钢腹板-桁架-混凝土板组合梁 气动三分力系数 数值模拟 风压分布

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钢-混凝土波形钢腹板组合梁弯扭性能研究 被引量：2

2

作者 李运生 李孟彪 +1 位作者 王亚萍 张彦玲 《河北科技大学学报》 CAS 北大核心 2022年第1期99-109,共11页

为进一步揭示弯扭作用下钢-混凝土波形钢腹板组合梁的开裂机理和弯扭破坏模式,完成了5片试验梁在弯矩和扭矩联合作用下的弯扭性能模型试验,结合ANSYS有限元分析,给出弯扭作用下波形钢腹板组合梁开裂弯矩折减系数和开裂扭矩折减系数计算... 为进一步揭示弯扭作用下钢-混凝土波形钢腹板组合梁的开裂机理和弯扭破坏模式,完成了5片试验梁在弯矩和扭矩联合作用下的弯扭性能模型试验,结合ANSYS有限元分析,给出弯扭作用下波形钢腹板组合梁开裂弯矩折减系数和开裂扭矩折减系数计算公式,以及极限弯矩和极限扭矩相关关系。结果表明:随着扭弯比增大,开裂弯矩减小,开裂扭矩增大,混凝土板斜裂缝与梁轴的夹角逐渐减小;破坏形式由正截面受弯破坏逐渐变化为以最大主拉斜裂缝开裂过大、裂缝间混凝土斜压短柱达到极限压应变为特征的受扭破坏。扭弯比k小于0.15时,极限弯矩基本不受扭矩影响;大于0.6时,极限扭矩基本不受弯矩影响;在0.15和0.6之间时,极限弯矩和极限扭矩均出现明显削弱,二者呈现单调下降的直线相关关系。针对一定扭弯比范围内的波形钢腹板组合梁,提出的开裂弯矩和开裂扭矩折减系数计算公式以及极限弯-扭关系方程,揭示了弯扭作用下混凝土板的开裂机理和弯扭破坏模式,可为研究其他扭弯比条件下的波形钢腹板组合梁弯扭性能提供参考。 展开更多

关键词 复合结构 钢-混凝土波形钢腹板组合梁 弯扭性能 开裂荷载 极限荷载

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高速铁路大跨度钢桁架-混凝土板组合梁斜拉桥稳定性研究 被引量：4

3

作者 刘振标 夏正春 +2 位作者 胡方杰 余万庆 施洲 《铁道标准设计》 北大核心 2023年第11期68-75,共8页

为研究高速铁路大跨度钢桁架-混凝土板组合梁斜拉桥的稳定性,依托主跨300 m深茂铁路虎跳门水道特大桥,采用有限元软件ANSYS建立以梁单元为主的空间杆系有限元模型,对铁路钢桁架-混凝土板组合梁斜拉桥开展线弹性稳定分析,并进行考虑几何... 为研究高速铁路大跨度钢桁架-混凝土板组合梁斜拉桥的稳定性,依托主跨300 m深茂铁路虎跳门水道特大桥,采用有限元软件ANSYS建立以梁单元为主的空间杆系有限元模型,对铁路钢桁架-混凝土板组合梁斜拉桥开展线弹性稳定分析,并进行考虑几何初始变形及材料弹塑性的非线性稳定性分析。结果表明:在弹性稳定分析下,该桥梁的一阶失稳形式为主梁整体纵飘及塔纵弯失稳,二~四阶均为桥塔处的主梁下弦杆首先出现横向偏位而局部失稳;在运营阶段弹性稳定系数最小为7.639,第二、三阶和第四、五阶稳定系数分别相同且失稳形式为对称失稳;考虑最大几何初始变形(k=L/1 000)后,一阶稳定系数减小6.39%;考虑非线性因素影响后稳定系数降低明显,仅考虑几何非线性因素的影响后一阶、二阶和四阶稳定系数分别降低11.23%、9.01%和10.13%,而考虑几何及材料双重非线性因素影响后,一阶、二阶和四阶稳定系数分别降低67.78%、60.63%和52.56%,表明材料非线性对铁路钢桁架-混凝土板组合梁斜拉桥的稳定系数影响更为显著;考虑最大几何初始变形(k=L/1 000)以及双重非线性因素影响后,铁路钢桁架-混凝土板组合梁斜拉桥的稳定系数为1.985,大于规范1.7的要求。 展开更多

关键词 高速铁路 斜拉桥 钢桁架-混凝土板组合梁 稳定系数 非线性 几何初始变形 铁路桥

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波形钢腹板工字钢-混凝土结合板梁桥设计参数分析 被引量：6

4

作者 查上 邓文琴 +1 位作者 刘朵 张建东 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期87-93,共7页

为明确波形钢腹板工字钢-混凝土结合板梁桥关键设计参数的合理取值范围,以3×30 m波形钢腹板结合梁桥通用图为研究对象,建立波形钢腹板工字钢-混凝土结合板梁有限元模型进行参数敏感性分析。研究翼缘板宽厚比、波形钢腹板高厚比、... 为明确波形钢腹板工字钢-混凝土结合板梁桥关键设计参数的合理取值范围,以3×30 m波形钢腹板结合梁桥通用图为研究对象,建立波形钢腹板工字钢-混凝土结合板梁有限元模型进行参数敏感性分析。研究翼缘板宽厚比、波形钢腹板高厚比、横隔板间距及钢梁高跨比等对结构受力性能的影响,并给出关键设计参数合理取值建议。结果表明:波形钢腹板工字钢梁跨中处受压上翼缘板宽厚比小于23、支点处下翼缘板宽厚比小于19时可满足结构稳定性要求;跨中处波形钢腹板高厚比不宜大于265,支点处腹板厚度由抗剪需求控制;波形钢腹板横向刚度大于平钢板,横隔板间距可放宽至支点处翼缘板宽度的35倍;波形钢腹板工字钢结合板梁桥的钢梁高跨比可取1/28~1/18,经济合理高跨比约为1/25。 展开更多

关键词 钢-混凝土结合板梁桥 波形钢腹板 工字钢梁 设计参数 屈曲稳定 经济性 有限元法

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波形钢腹板混凝土组合箱梁纯扭性能全过程分析 被引量：19

5

作者 沈孔健 万水 +1 位作者 蒋正文 Mo Yilung 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期112-117,共6页

为获得波形钢腹板混凝土组合箱梁在纯扭矩作用下全过程的扭矩-扭率曲线,基于混凝土开裂前后2个阶段,建立了组合箱梁纯扭性能全过程分析模型.针对混凝土开裂前阶段,考虑截面宽高比和波形钢腹板形状的影响,提出了组合箱梁弹性扭转刚度的... 为获得波形钢腹板混凝土组合箱梁在纯扭矩作用下全过程的扭矩-扭率曲线,基于混凝土开裂前后2个阶段,建立了组合箱梁纯扭性能全过程分析模型.针对混凝土开裂前阶段,考虑截面宽高比和波形钢腹板形状的影响,提出了组合箱梁弹性扭转刚度的修正公式,同时引入普通钢筋和预应力筋的影响,修正了组合箱梁开裂扭矩计算公式.对于混凝土开裂后阶段,针对RASTM T中混凝土已开裂和忽略混凝土拉应力的不合理假定,提出了考虑扭率计算值修正的组合箱梁纯扭转非线性分析方法.然后,利用C++语言编制了组合箱梁纯扭性能全过程分析计算程序.分析结果表明,模型计算值与试验值吻合良好.该模型可准确预测波形钢腹板混凝土组合箱梁纯扭转受力全过程的扭矩-扭率曲线. 展开更多

关键词 波形钢腹板混凝土组合箱梁 纯扭转 扭转刚度 变角软化桁架模型 扭矩-扭率曲线

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钢-混凝土组合结构桥梁研究新进展 被引量：263

6

作者 聂建国 陶慕轩 +3 位作者 吴丽丽 聂鑫 李法雄 雷飞龙 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期110-122,共13页

钢-混凝土组合结构桥梁近年来在我国得到了迅速的发展。在传统桥梁结构形式的基础上,发展多种新型组合结构桥梁形式,拓宽组合结构桥梁的应用领域。介绍近年来在钢-混凝土组合结构桥梁方面的最新研究进展,内容包括波形钢腹板组合梁桥、... 钢-混凝土组合结构桥梁近年来在我国得到了迅速的发展。在传统桥梁结构形式的基础上,发展多种新型组合结构桥梁形式,拓宽组合结构桥梁的应用领域。介绍近年来在钢-混凝土组合结构桥梁方面的最新研究进展,内容包括波形钢腹板组合梁桥、槽型钢-混凝土组合梁桥、钢-混凝土组合刚构桥、双重组合作用连续组合梁桥和大跨斜拉桥组合桥面系。通过对传统结构形式的改进和发展,可充分发挥组合结构桥梁的综合优势,研究结果表明,钢-混凝土组合结构桥梁具有广阔的推广应用前景。 展开更多

关键词 钢-混凝土组合结构 桥梁 波形钢腹板 槽型组合梁 组合刚构桥 双重组合 组合桥面系

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可拆卸UHPC-波形钢腹板组合梁负弯矩区受力性能试验研究 被引量：2

7

作者 贺君 邓素芬 +3 位作者 李红利 奉思东 王梓桐 吴珣 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期247-257,共11页

为改善钢-混凝土组合梁负弯矩区混凝土受拉易开裂的不足,同时满足桥梁结构可拆卸、易更换的需求,设计了2个采用锁紧式高强螺栓连接的不同形式(平/波形)腹板钢-UHPC组合梁试件,开展四点弯曲静力加载试验,研究其负弯矩区的破坏模式、承载... 为改善钢-混凝土组合梁负弯矩区混凝土受拉易开裂的不足,同时满足桥梁结构可拆卸、易更换的需求,设计了2个采用锁紧式高强螺栓连接的不同形式(平/波形)腹板钢-UHPC组合梁试件,开展四点弯曲静力加载试验,研究其负弯矩区的破坏模式、承载能力、应变分布、界面滑移及裂缝分布形态。通过对受载后组合梁各构件进行拆卸与重装,评估构件损伤程度及重复利用性。基于弹、塑性理论并考虑UHPC抗拉强度,对组合梁负弯矩区开裂荷载与受弯承载力进行计算。研究结果表明:波形钢腹板组合梁负弯矩区的抗弯刚度较直腹板组合梁降低了10.7%,受弯承载力降低了32.5%,但延性提高了90%;当波形钢腹板组合梁破坏时,UHPC板的裂缝分布更均匀;构件拆卸与重装对组合梁的受力性能影响较小;理论计算的开裂荷载和受弯承载力与对应试验值相比误差小于6%,具有较高的计算精度。 展开更多

关键词 钢-混凝土组合梁 UHPC 波形钢腹板 高强螺栓 静力试验 受力性能

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波纹腹板预应力U型钢-混凝土组合梁高温性能参数研究

8

作者 杨世俊 周焕廷 许万东 《武汉理工大学学报》 CAS 2024年第7期52-59,共8页

为探索不同参数对波纹腹板预应力U型钢-混凝土组合梁的抗火性能的影响,建立了该类组合梁在高温下的热-力耦合模型,研究了上部混凝土板板宽、板厚及波纹钢腹板波高、波角和平直段长度等几何参数对组合梁抗火性能的影响。结果表明:组合梁... 为探索不同参数对波纹腹板预应力U型钢-混凝土组合梁的抗火性能的影响,建立了该类组合梁在高温下的热-力耦合模型,研究了上部混凝土板板宽、板厚及波纹钢腹板波高、波角和平直段长度等几何参数对组合梁抗火性能的影响。结果表明:组合梁高温下的临界状态为形成塑性铰的强度破坏。混凝土板宽度越大,板厚越高,形成的不均匀温度场越明显,削弱了压应力集中现象,提升了组合梁的高温承载力。波纹钢腹板剪弯段承担了主要的剪力,波高越小腹板混凝土的吸热作用越弱,临界状态下钢腹板屈曲变形越明显;波角过大高温下钢腹板抵抗平面外变形能力越强,但会降低下翼缘钢板高温下的利用率;平直段长度对腹板混凝土吸热作用及钢腹板抵抗平面外变形能力影响不明显。高温后预应力拉索发挥主要抗弯作用,预应力比越大,组合梁抗弯刚度越大,高温下组合梁达到的变形限值越小,但对临界温度的影响不明显。 展开更多

关键词 外包钢-混凝土组合梁 抗火性能 上部混凝土板 波纹钢腹板 预应力比

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波形钢腹板-双管弦杆-混凝土板组合连续箱梁受弯性能 被引量：10

9

作者 董桔灿 陈宜言 +2 位作者 BRISEGHELLA Bruno 吴庆雄 王梦雨 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期35-45,共11页

提出了新型波形钢腹板-双管弦杆-混凝土板组合梁,混凝土顶板与双钢管混凝土下弦杆由波形钢腹板连接。为了分析新型组合梁在正、负弯矩作用下的受弯性能,进行了组合连续梁的受弯试验,研究了试验梁的破坏模式、变形特性、应变特性与混凝... 提出了新型波形钢腹板-双管弦杆-混凝土板组合梁,混凝土顶板与双钢管混凝土下弦杆由波形钢腹板连接。为了分析新型组合梁在正、负弯矩作用下的受弯性能,进行了组合连续梁的受弯试验,研究了试验梁的破坏模式、变形特性、应变特性与混凝土顶板裂缝发展规律。根据试验结果,提出了新型组合梁的变形和承载力计算方法,并验证了方法的有效性。试验结果表明:在正、负弯矩区段,组合截面波形钢腹板各测点纵向应变很小,跨中和支点处纵向应变峰值仅为下弦杆的3.7%和5.1%,可忽略不计;混凝土顶板和钢管混凝土下弦杆纵向应变沿截面高度方向基本呈线性变化,满足平截面假定,在外荷载作用下共同受力;当组合试验梁达到开裂荷载140kN时,主梁跨中挠度理论计算值为5.8mm,试验值为5.5mm,误差约为5%,当组合试验梁跨中截面达到极限抗弯承载力时,荷载理论计算值为399kN,试验值为415kN,试验值略高于理论计算值,但两者误差很小,约为4%,说明该组合梁的挠度和抗弯承载力理论计算方法简单、可靠。 展开更多

关键词 桥梁工程 波形钢腹板-双管弦杆-混凝土板组合梁 受弯试验 平截面假定 挠度 抗弯承载力

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钢桁架-混凝土组合梁桁板节点刚度计算 被引量：5

10

作者 陆泽磊 张岗 +3 位作者 周历 马彦阳 万豪 王世超 《长安大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期121-132,共12页

以低碳环保的桥梁建造与发展为契机,为深入探究钢桁架-混凝土给合梁三维桁杆结构大型节点板(桁板节点)的稳定性能及其对整体结构性能的影响,构建了三维桁板节点实体精细化模型和考虑桁杆焊接节点实际刚度的梁-实体组合结构精细化模型。... 以低碳环保的桥梁建造与发展为契机,为深入探究钢桁架-混凝土给合梁三维桁杆结构大型节点板(桁板节点)的稳定性能及其对整体结构性能的影响,构建了三维桁板节点实体精细化模型和考虑桁杆焊接节点实际刚度的梁-实体组合结构精细化模型。计算得到了钢桁梁焊接节点连接处腹杆、弦杆及平联分别绕强轴和弱轴的弯矩-转角关系曲线,分析了影响桁板节点转动刚度的敏感参数,揭示了桁板节点初始刚度随节点板厚度、轴压比以及焊接温差应力的变化规律,建立了板节点刚度计算方法。在此基础上,研究了节点板厚度、轴压比以及焊接温差应力引起桁板节点转动刚度变化对钢桁架-混凝土组合梁整体稳定性能的影响,获取其整体结构的安全储备,提出了桁板节点刚度对整体结构稳定性能影响公式。研究结果表明:钢桁梁焊接节点半刚性特征较为明显。杆件沿截面强轴方向转动时,具有较大的强度和抗弯刚度;而沿弱轴方向转动时,杆件的强度和刚度均较小。节点板厚度由20增加至40 mm时,桁板节点初始刚度增加了39.49%,极限转角减少了46.40%,结构第1阶屈曲特征值增加了342.95%;轴压比由0增加至0.8时,桁板节点初始刚度下降了12.20%,极限转角减少了24.43%,结构第1阶屈曲特征值减小了55.48%;考虑焊接温差应力时,桁板节点初始刚度下降了8.63%,极限转角减少了26.01%,结构第1阶屈曲特征值减小了4.90%。所提公式简单实用,研究成果可为钢桁架-混凝土组合梁的全寿命设计与建造提供理论依据。 展开更多

关键词 桥梁工程 钢桁架-混凝土组合梁 数值预测 桁板节点刚度 计算方法 稳定性能

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钢桁架-混凝土组合梁界面工作协调性及整体力学性能 被引量：1

11

作者 赵晓翠 张岗 +3 位作者 王宝莹 王世超 汤陈皓 张永飞 《长安大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期77-89,共13页

为深入研究钢桁架-混凝土组合梁的界面工作协调性及整体结构力学性能,建立可为工程应用的简明算法,选取某钢桁架-混凝土组合连续梁作为研究对象,采用精细化有限元分析方法,以多维度单元相组合的形式建立其三维数值空间模型。以中支点截... 为深入研究钢桁架-混凝土组合梁的界面工作协调性及整体结构力学性能,建立可为工程应用的简明算法,选取某钢桁架-混凝土组合连续梁作为研究对象,采用精细化有限元分析方法,以多维度单元相组合的形式建立其三维数值空间模型。以中支点截面及中支点附近2 m处截面、边跨跨中截面以及边支点截面处共5组剪力钉为分析对象,计算不同直径剪力钉的荷载-滑移关系曲线。研究预应力混凝土桥面板(简称PC板)的强度、厚度以及剪力钉的形式3种结构参数对PC板与钢桁架界面滑移量的影响程度。结合皮尔逊相关系数给出界面工作协调性对各参数的敏感度,提出了考虑PC板强度、厚度和剪力钉形式的界面滑移量计算公式。通过挠度与应力的变化特征确定钢桁架-混凝土组合梁的整体力学性能,并提出组合梁整体结构的最大挠度预测公式。研究结果表明:随着PC板强度的增加,在荷载较小时,界面滑移量呈下降趋势,荷载较大时,界面滑移量呈上升趋势;PC板厚度对界面滑移量的影响规律不明显;剪力钉的形式对界面滑移量有直接影响,剪力钉直径越小,PC板与钢桁架的界面工作协调性越差。组合梁最大挠度随PC板强度提高而减小,随PC板厚度增加呈现先减小后增大的趋势,剪力钉直径对组合梁最大挠度影响较小。PC板强度变化对钢桁架最大正应力影响不大,但对PC板最大压应力影响幅度超过20%。当PC板厚度与钢桁架高度比值在0.0506~0.0532时,组合梁的界面局部工作特性及整体力学性能较为均衡。所提公式简洁,该研究成果可为钢桁架-混凝土组合桥梁全寿命建造与安全运维提供理论依据。 展开更多

关键词 桥梁工程 钢桁架-混凝土组合梁 精细分析 界面工作协调性 力学性能 PC板 敏感度

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