检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：李洋东北石油大学

学位级别：硕士

众所周知,钢-混组合梁具有承载力高、刚度大、抗震性能好等特性,因此被广泛应用于大跨、超高、大空间等建筑结构中。然而,由于钢-混组合梁由不同材料组合而成,其扭转力学性能比单一材料梁的扭转力学性能更为复杂。因此,目前对钢-混组合... 详细信息

众所周知,钢-混组合梁具有承载力高、刚度大、抗震性能好等特性,因此被广泛应用于大跨、超高、大空间等建筑结构中。然而,由于钢-混组合梁由不同材料组合而成,其扭转力学性能比单一材料梁的扭转力学性能更为复杂。因此,目前对钢-混组合梁力学性能的研究大多集中在轴压,偏压(压弯)以及纯弯受力状态,很少涉及钢-混组合梁扭转性能的研究。而且在大跨、大空间、超高层等复杂结构中,结构构件在各种形式复杂的荷载作用下很容易发生扭转变形。而且钢-混组合构件受扭作用的机理和承载力计算方法的研究是深人研究其复合受扭工作性能和承载力计算的基础。所以,本文开展钢-混组合梁扭转性能研究具有较高的科学意义和研究价值,更是一项亟需解决的复杂工程问题。为此,本文基于张文福教授近期提出的板—梁理论和传统经典Saint-Venant扭转理论思想对圆形和非圆形(包括椭圆形、方形及矩形截面钢-混组合梁自由扭转刚度进行了理论研究。本文的主要研究内容有:(1)基于板—梁理论和传统经典Saint-Venant扭转理论,首先给出了圆截面钢-混组合梁自由扭转变形后截面横向位移u、v和纵向位移w表达式,然后根据弹性理论基本知识推导了内置工字钢骨圆形CFST组合梁以及圆截面工字型钢-混凝土组合梁自由扭转变形应变能表达式,并给出其自由扭转刚度理论解析解。同时,为了便于圆截面组合梁自由扭转刚度在实际工程中的应用,本文还根据叠加思想提出了圆截面钢-混组合梁自由扭转刚度叠加组合设计公式。(2)利用有限元软件ANSYS分别建立内置工字钢骨圆形CFST组合悬臂梁和圆形截面工字型钢-混凝土组合悬臂梁有限元模型,并对这两类钢-混组合梁自由扭转进行有限元分析,以此验证本文给出的圆截面钢-混组合梁自由扭转刚度理论解析解的正确性。(3)基于板—梁理论和传统经典Saint-Venant扭转理论,首先分别给出了非圆形截面(椭圆形、方形及矩形截面)钢-混组合梁自由扭转变形后截面横向位移u、v和纵向位移w表达式,然后根据弹性理论基本知识推导了内置工字钢骨非圆形CFST组合梁和非圆形截面工字型钢-混凝土组合梁自由扭转变形应变能表达式,并给出其自由扭转刚度理论解析解。同时,为了便于非圆形截面钢-混组合梁自由扭转刚度在实际工程中的应用,本文还根据叠加思想提出了非圆形截面钢-混组合梁自由扭转刚度组合叠加设计公式。(4)利用ANSYS分别建立内置钢骨非圆形CFST组合悬臂梁和非圆形截面工字型钢-混凝土组合悬臂梁有限元模型,并对非圆形截面钢-混组合梁自由扭转进行有限元分析,以此验证本文给出的非圆形截面钢-混组合梁自由扭转刚度理论解析解的正确性。

关键词：钢-混组合梁自由扭转扭转刚度解析解无量纲扭转系数叠加组合设计公式板—梁理论

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弯曲荷载下钢—混组合梁腹板稳定性试验研究

弯曲荷载下钢—混组合梁腹板稳定性试验研究

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作者：徐镜武汉理工大学

学位级别：硕士

钢-混组合梁桥不仅具有受力性能良好、较好的抗震性能、自重轻、施工方便等优点,较大的跨越能力是钢-混组合梁桥另一显著优点。当对桥梁跨径需求较大时,钢-混组合梁桥是优先考虑的桥梁结构形式。随着钢-混组合梁桥跨径的增大,钢-混组合... 详细信息

钢-混组合梁桥不仅具有受力性能良好、较好的抗震性能、自重轻、施工方便等优点,较大的跨越能力是钢-混组合梁桥另一显著优点。当对桥梁跨径需求较大时,钢-混组合梁桥是优先考虑的桥梁结构形式。随着钢-混组合梁桥跨径的增大,钢-混组合梁桥的腹板高度也随之增加,一般的大跨径钢-混组合梁桥的高跨比为1/20～1/25。钢-混组合梁桥中腹板高度的增加,对钢-混组合梁桥的设计提出了新的挑战,我国现有的桥梁设计规范在一定程度上并不能满足钢-混组合梁桥腹板的设计与验算要求。钢-混组合梁桥中腹板的稳定性问题归根结底还是板件稳定性问题,而板件边界条件的确定是进行板件稳定性问题研究分析的关键,目前板件稳定性分析理论对板件的边界条件主要采用两种简化形式:四边简支边界与四边嵌固边界。钢-混组合梁桥中,混凝土桥面板与钢主梁之间主要是通过剪力钉进行连接。混凝土桥面板、剪力钉、钢主梁翼缘对腹板均会产生弹性转动约束作用,钢-混组合梁桥钢腹板边界具有明显的弹性转动约束特征,实际边界是介于简支边界与嵌固边界之间。本人所在课题组研究了剪力钉布置方式、结构尺寸、材料参数等影响因素对组合翼缘弹性转动约束系数χ的影响,并推导了考虑剪力钉布置方式、结构尺寸、材料参数等影响因素的组合翼缘弹性转动约束系数χ的计算公式及钢-混组合梁腹板临界屈曲应力计算公式,开展了剪切荷载下钢-混组合梁的腹板屈曲试验研究工作,采用试验手段验证了剪切荷载下上述公式的适用性与正确性。本文在以上研究基础上完成了弯曲荷载下钢-混组合梁腹板稳定性试验研究工作,主要完成工作如下:(1)分析国内外关于板件稳定性的研究现状。通过查阅大量国内外文献,对国内外关于板件稳定性的研究现状进行深入了解,分析现有研究存在的不足之处,说明开展弯曲荷载下钢-混组合梁腹板稳定性试验研究的重要意义,在本人所属课题组之前关于钢-混组合梁腹板稳定性的研究基础上针对这些不足引出本文的研究主要内容与拟解决的关键科学问题。(2)介绍钢-混组合梁腹板弯曲屈曲分析理论。详细介绍了考虑剪力钉布置方式、结构尺寸、材料参数等影响因素的组合翼缘弹性转动约束系数χ的计算公式,在此基础上介绍了弹性转动约束边界的钢-混组合梁腹板弯曲临界屈曲应力的计算公式,为后续开展弯曲荷载下钢-混组合梁腹板稳定性试验研究奠定理论基础。(3)钢-混组合梁腹板弯曲屈曲有限元数值分析。采用有限元数值分析方法,运用ANSYS软件对钢-混组合模型试验梁进行建模,对两点集中荷载下有限元模型的屈曲特性进行了分析。获得了试验梁有限元模型的跨中竖向位移、腹板平面外位移、应力分布、屈曲模态等有限元分析结果。通过有限元分析结果与本文公式计算结果的对比,验证本文计算公式的正确性。(4)钢-混组合梁腹板弯曲屈曲试验研究。采用试验手段,对弯曲应力作用下钢-混组合模型试验梁的弯曲屈曲特性开展了研究。通过试验结果与本文公式计算结果的对比,对本文弯曲临界屈曲应力计算公式的正确性进行验证。试验还研究了剪力钉布置方式对组合翼缘弹性转动约束系数χ与腹板弯曲临界屈曲应力的影响规律,获得了弯曲应力作用下不同剪力钉布置方式的钢-混组合模型试验梁的屈曲模态与弯曲临界屈曲应力试验结果。

关键词：钢-混组合梁弯曲荷载剪力钉腹板稳定性

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考虑温差和应力效应的钢-混组合梁涂装层的劣化性能研究

考虑温差和应力效应的钢-混组合梁涂装层的劣化性能研究

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作者：赵富康兰州交通大学

学位级别：硕士

钢-混组合桥梁的腹板及底板部分的腐蚀问题是困扰业内桥梁寿命的一大难题,而防腐涂层是确保桥梁耐久性的重要手段。当钢-混组合梁受到交变应力作用时,防腐涂层材料通过与钢-混组合梁之间的粘结性能紧密结合,随钢-混组合梁受力发生反复... 详细信息

钢-混组合桥梁的腹板及底板部分的腐蚀问题是困扰业内桥梁寿命的一大难题,而防腐涂层是确保桥梁耐久性的重要手段。当钢-混组合梁受到交变应力作用时,防腐涂层材料通过与钢-混组合梁之间的粘结性能紧密结合,随钢-混组合梁受力发生反复协同变形效应,但防腐涂层不具有钢基材的良好的物理延性和塑性,所以涂层材料在受到疲劳荷载循环作用时,会依据Miner线性累计理论,将在钢-混组合梁涂层处产生局部永久性损伤,进而导致涂层开裂或剥落。此外基于西北大温差环境,由于钢材和涂层材料的热膨胀系数差别较大,在温度冷热交替下会产生不同的应变,严重的会在基材与涂层的界面产生位移而造成界面应力破坏。本论文针对钢-混组合梁的结构受力特点,对其进行了有限元力学行为分析,并以钢-混合梁上的防腐涂装为例,采用有限元精细化仿真的方式研究疲劳循环对有机涂装的应用附着及其破损机理,并评价涂层的应用寿命;采用试验模拟的方式研究钢-混组合梁涂装层在静荷载与温变荷载耦合作用下20年寿命内的涂装层劣化过程,并进一步分析其劣化机理,进而对钢-混组合梁涂装层进行寿命预测。本论文主要研究结果如下:(1)基于科研项目中一段跨径50m的钢箱-混凝土组合桥梁,采用Midas建立有限元模型的方式,进行了承载能力极限状态和正常使用极限状态下的内力分析,并对抗弯承载力、腹板的抗剪能力、挠度和抗裂能力等进行验算分析,所得结果均符合设计与工程要求。(2)基于应力等效原则,采用ANSYS软件建立了钢箱-混凝土组合桥应力最大部位的局部非线性分析模型,分析了涂装及钢结构基材在车辆疲劳荷载下的疲劳应力及涂层的裂缝发展模式。研究发现涂层在未达到其极限强度以前,随疲劳循环次数的不断增大,涂层在一定范围内越厚,界面拉应力越小,界面剪应力越大,界面融合性越好,抗疲劳性越强。跨中最大应力部位的涂层因界面拉应力过大将出现拉裂破坏。对于本工程涂层,考虑钢结构最大应力部位的疲劳作用,150μm涂层面漆层的疲劳寿命约为17.8年、300μm涂层面漆层寿命可达22.8年,因此在设计时应该充分考虑疲劳应力对涂层破损失效的影响。(3)通过对钢-混组合梁涂装层在静应力与温变荷载耦合作用下的试验研究,分析了涂装面漆、中间漆以及底漆在静应力与温变荷载作用下的附着力及其损伤率变化情况。试验结果表明,不同工况的面漆、中间漆和底漆涂层附着力随温度循环次数的增大呈减小趋势;静应力和温变荷载对钢-混组合梁面漆涂层的劣化影响较大,无静载作用下的面漆涂层仅在温度循环下的附着力减少了近30%,0.7倍屈服荷载下中间漆附着力较无静载条件下降低一半左右。将试件各漆层附着力曲线进行拟合,根据拟合结果并结合热应力引起的低周疲劳方程可推导出钢-混组合梁上涂层受温变疲劳与静荷载耦合作用下涂层的寿命预测公式。

关键词：钢-混组合梁防腐涂层劣化分析疲劳应力荷载效应大温差

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波形钢腹板钢-混组合梁温度场及温度效应研究

波形钢腹板钢-混组合梁温度场及温度效应研究

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作者：蔡明昊兰州交通大学

学位级别：硕士

继混凝土结构和钢结构之后,钢-混组合结构成为新的桥梁结构形式,并得到了迅速的发展,它综合了钢结构和混凝土结构的优点,具有承载力高、刚度大、抗震性能好等特点,在桥梁工程领域已经得到越来越广泛的应用,波形钢腹板钢-混组合梁由于它... 详细信息

继混凝土结构和钢结构之后,钢-混组合结构成为新的桥梁结构形式,并得到了迅速的发展,它综合了钢结构和混凝土结构的优点,具有承载力高、刚度大、抗震性能好等特点,在桥梁工程领域已经得到越来越广泛的应用,波形钢腹板钢-混组合梁由于它良好的力学性能逐渐成为主流。本文以波形钢腹板-钢底板-混凝土顶板组合箱梁为研究对象,以现场实测、实验观测、空间有限元计算相结合的方法,对波形钢腹板钢-混组合箱梁的温度场及其温度效应进行了研究,进行的主要工作内容和获取的成果如下:(1)通过阅读大量的相关文献,系统的介绍了波形钢腹板钢-混组合桥梁这种结构的发展史和发展现状,总结了前人对钢-混组合梁温度效应的研究。详细介绍了温度场和温度效应的分析方法,并总结了几个具有影响力的国外桥梁规范和国内桥梁规范对桥梁温度应力计算的规定。(2)通过现场实测的方式,获得了兰州当地某一典型的波形钢腹板-钢底板-混凝土顶板钢-混组合箱梁的温度场数据,对实测的数据进行了分析总结,拟合了最不利梯度温度函数曲线,与桥梁设计规范中温度场的规定进行了对比分析。(3)采用有限元软件ANSYS进行桥梁模型的建立,计算了季节性温度变化和在梯度温度变化下对桥梁的影响。分析对比了桥梁设计规范与实测温度场的差异,得出桥梁设计规范所规定的温度场在具体地区使用时有待优化。对于温度效应方面的问题,各地区一定要根据当地环境情况,参考当地已建成类似桥梁的实测温度场进行设计。(4)运用有限元软件模拟了严寒气候中桥面铺装层温度场的变化规律,分析得到桥面铺装对桥梁温度场有很大的影响。

关键词：钢-混组合梁波形钢腹板温度场温度效应有限元计算

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不同边界条件的钢-混组合梁挠度解析解

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铁道建筑 2023年第12期63卷 77-81页

作者：宋楠张勇胡强梁志广严国兵中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081

推导不同边界条件下钢-混组合梁挠度解析解是受力机理分析的必然要求。本文推导了考虑界面相对滑移的静力荷载作用下不同边界条件的钢-混组合梁的挠度解析表达式。以承受外荷载的连续组合梁为研究对象,把中间支座等效为未知反力,建立微... 详细信息

推导不同边界条件下钢-混组合梁挠度解析解是受力机理分析的必然要求。本文推导了考虑界面相对滑移的静力荷载作用下不同边界条件的钢-混组合梁的挠度解析表达式。以承受外荷载的连续组合梁为研究对象,把中间支座等效为未知反力,建立微分方程。采用Laplace变换和逆变换并引入边界条件,得到连续组合梁的挠度解析解。当中间支座反力全部为0时退化为单跨组合梁的挠度解析解。研究结果表明:与既有文献和规范方法相比,本文解析解正确,且适用于不同边界条件组合梁的分析,有助于快速准确地计算钢-混组合梁的挠度。

关键词：铁路桥梁钢-混组合梁挠度解析解理论分析不同边界条件

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公轨两用钢-混组合梁斜拉桥成桥运营阶段动力特性分析

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公路 2023年第1期68卷 163-167页

作者：张达杨则英李强马乃轩孙英琳王成赫济源市济晋高速公路有限公司济源市454650 山东大学土建与水利学院济南市250061 山东高速工程检测有限公司济南市250002 桥梁结构大数据与性能诊治提升交通运输行业重点实验室济南市250002

为检验运营阶段桥梁的安全性,通过有限元模拟,对成桥运营阶段进行了动力特性分析。选取满载工况,采用多重Ritz向量方法,分析了桥梁的动力特性及动力特性的参数敏感性,发现对于拉索内力,相对于恒载,活载对内力变化影响较小;在移动荷载作... 详细信息

为检验运营阶段桥梁的安全性,通过有限元模拟,对成桥运营阶段进行了动力特性分析。选取满载工况,采用多重Ritz向量方法,分析了桥梁的动力特性及动力特性的参数敏感性,发现对于拉索内力,相对于恒载,活载对内力变化影响较小;在移动荷载作用下,左右桥塔位移、塔底弯矩最大值和最小值相差很大,桥塔处于侧弯状态;桥梁的基频是0.171 Hz,基本周期为5.86 s,振型为反对称竖向弯曲;普通桥梁结构周期都较小,大跨度斜拉桥基本周期都超过了5 s,体现了大跨度半漂浮体系斜拉桥柔度大的特点;结构自重及刚度的变化,对自身的频率影响最大。

关键词：斜拉桥钢-混组合梁公轨两用运营阶段动力特性

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钢-混组合梁斜拉桥辅助跨施工技术研究

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中国水运（下半月） 2018年第11期18卷 208-209,212页

作者：方龙中交二航局第四工程有限公司

灌江口大桥为钢与混凝土组合梁斜拉桥,其辅助跨跨越灌河大堤,地质条件较差。项目在结合其他桥梁辅助跨施工经验的基础上,对辅助跨整体施工工艺进行了优化。采用了梁板分离拼装工艺顺利完成辅助跨施工,为今后类似桥梁施工提供了新的工艺... 详细信息

灌江口大桥为钢与混凝土组合梁斜拉桥,其辅助跨跨越灌河大堤,地质条件较差。项目在结合其他桥梁辅助跨施工经验的基础上,对辅助跨整体施工工艺进行了优化。采用了梁板分离拼装工艺顺利完成辅助跨施工,为今后类似桥梁施工提供了新的工艺选择。

关键词：斜拉桥钢-混组合梁辅助跨梁板分离拼装散拼施工

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钢-混组合梁界面滑移应变计算的一般公式

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陕西工业职业技术学院学报 2020年第2期15卷 29-30,34页

作者：王扶义王劭琨王恩波黄春晖陕西工业职业技术学院陕西咸阳712000

将剪力连接件等效地用连续的弹性介质代替,按混凝土板与剪力连接件回弹力相等的原理建立滑移应变计算方程,并给出了求解的边界条件,推导出了与截面弯矩相关的滑移应变计算通用公式,通过简支组合梁的应变分布分析与试验对比,验证了公式... 详细信息

将剪力连接件等效地用连续的弹性介质代替,按混凝土板与剪力连接件回弹力相等的原理建立滑移应变计算方程,并给出了求解的边界条件,推导出了与截面弯矩相关的滑移应变计算通用公式,通过简支组合梁的应变分布分析与试验对比,验证了公式的通用性。

关键词：钢-混组合梁界面滑移应变边界条件一般公式

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钢-混组合梁在工程中的应用研究

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工程与建设 2022年第1期36卷 128-129页

作者：郑大伟刘宇中交第一公路勘察设计研究院有限公司江苏南京211100

近年来,随着国家政策的推广加上计算水平的提高和施工工艺的进步,钢-混凝土组合梁得到了越来越广泛的应用。钢-混凝土组合梁兼具了钢结构和混凝土结构两种材料的优点,具有显著的技术经济效益和社会效益,适合我国基本建设的国情,是未来... 详细信息

近年来,随着国家政策的推广加上计算水平的提高和施工工艺的进步,钢-混凝土组合梁得到了越来越广泛的应用。钢-混凝土组合梁兼具了钢结构和混凝土结构两种材料的优点,具有显著的技术经济效益和社会效益,适合我国基本建设的国情,是未来结构体系的主要发展方向之一。

关键词：钢-混组合梁混凝土钢材支点抗裂施加预应力法高配筋法

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钢-混组合梁混凝土桥面板疲劳寿命评估

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交通世界 2023年第12期 123-126页

作者：王辉邯郸市交通运输局综合行政执法支队河北邯郸056002

为实现钢-混组合梁混凝土桥面板疲劳寿命评估,基于混凝土桥面板疲劳试验数据,结合疲劳损伤累积理论,提出了钢-混组合梁桥混凝土桥面板疲劳寿命评估方法,并以青兰高速主线跨线桥为例,对本文方法进行验证。结果表明,最小二乘法可以较好地... 详细信息

为实现钢-混组合梁混凝土桥面板疲劳寿命评估,基于混凝土桥面板疲劳试验数据,结合疲劳损伤累积理论,提出了钢-混组合梁桥混凝土桥面板疲劳寿命评估方法,并以青兰高速主线跨线桥为例,对本文方法进行验证。结果表明,最小二乘法可以较好地拟合试验数据中Fi、Fu、N三者关系,提出的疲劳损伤计算方法计算简便;混凝土桥面板厚度与疲劳寿命成正相关关系,较小厚度增量可以换取较大安全裕度;交通量提升将致使混凝土桥面板疲劳寿命下降,在结构前期设计时应充分考虑桥址所在地交通长期发展规划;考虑轴重频谱后两种不同厚度混凝土桥面板疲劳寿命分别下降12.7%与11.6%,具备条件时应根据实际车流统计结果计算轴重频谱,以便更精确地计算混凝土桥面板疲劳寿命。

关键词：钢-混组合梁桥面板疲劳损伤疲劳寿命

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