多跨长联连续钢箱组合梁桥支座纵向预偏设置方法研究

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作者 王彬 季建东 常欣昱 《世界桥梁》 北大核心 2025年第5期91-96,共6页

为研究多跨长联连续钢箱组合梁桥支座纵向预偏影响因素及设置方法,以采用顶推法施工的15孔一联连续钢箱组合梁桥——临猗黄河大桥为背景,采用有限元软件建立第一联全桥模型,分别研究桥面板安装顺序、混凝土收缩徐变、支座安装温度及钢... 为研究多跨长联连续钢箱组合梁桥支座纵向预偏影响因素及设置方法,以采用顶推法施工的15孔一联连续钢箱组合梁桥——临猗黄河大桥为背景,采用有限元软件建立第一联全桥模型,分别研究桥面板安装顺序、混凝土收缩徐变、支座安装温度及钢梁制造误差对支座纵向偏移量的影响。结果表明:桥面板安装顺序对支座纵向偏移量影响由边跨向中跨逐渐递减,但不同的桥面板安装顺序影响差别较小;混凝土收缩徐变对支座纵向偏移量影响较大,宜按运营10年考虑支座纵向预偏量;支座安装温度对支座纵向偏移量的影响不能忽略,应根据现场实际温度进行修正;钢梁制造误差对支座纵向偏移量影响最大,宜对支座上、下钢板分别设置纵向预偏量。 展开更多

关键词 钢箱组合梁桥 多跨长联连续梁 支座纵向预偏 桥面板安装顺序 混凝土收缩徐变 支座安装温度 钢梁制造误差 有限元法

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大跨长挑臂钢箱组合梁桥抗风性能试验研究 被引量：4

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作者 王彬 刘来君 刘志文 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期99-105,共7页

为了解大跨长挑臂钢箱组合梁桥抗风性能及选取合适的声屏障形式,以挑臂长7.5 m的钢箱组合梁桥——临猗黄河大桥为背景,基于有限元计算的施工及成桥阶段桥梁动力特性指标,制作1个缩尺比1∶50的最大悬臂施工状态钢箱梁、2个缩尺比1∶60的... 为了解大跨长挑臂钢箱组合梁桥抗风性能及选取合适的声屏障形式,以挑臂长7.5 m的钢箱组合梁桥——临猗黄河大桥为背景,基于有限元计算的施工及成桥阶段桥梁动力特性指标,制作1个缩尺比1∶50的最大悬臂施工状态钢箱梁、2个缩尺比1∶60的成桥状态不同声屏障设置形式(直线形、折线形,高度均为2.5 m)钢箱组合梁节段模型进行风洞试验,分析施工和成桥状态主梁断面的涡振、颤振和驰振性能。结果表明:施工状态的钢箱梁抗风稳定性良好,涡振、颤振和驰振性能均满足设计要求;常遇风攻角为0°、±3°时,成桥状态下,设置2.5 m高折线形声屏障可有效抑制主梁涡振响应,且颤振与驰振稳定性均满足规范要求;设置2.5 m高直线形声屏障的主梁发生明显的竖向涡振现象。该桥主梁最终采用2.5 m高折线形声屏障。 展开更多

关键词 钢箱组合梁 长挑臂 节段模型 声屏障 涡振 颤振 驰振 风洞试验

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大跨度悬挂式单轨钢箱组合梁总体设计及关键技术研究 被引量：1

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作者 柳鸣 员帅伟 +1 位作者 祝兵 张振 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第10期90-97,共8页

悬挂式单轨是一种轻型、中速、低成本的新型轨道交通方式,结构轻盈、美观,但是当跨越河流、沟壑等障碍时,存在明显短板。从结构受力、运行安全角度出发,提出一种在斜拉桥的主梁上架设轨道墩柱和轨道梁的新型组合梁结构方案,突破常规悬... 悬挂式单轨是一种轻型、中速、低成本的新型轨道交通方式,结构轻盈、美观,但是当跨越河流、沟壑等障碍时,存在明显短板。从结构受力、运行安全角度出发,提出一种在斜拉桥的主梁上架设轨道墩柱和轨道梁的新型组合梁结构方案,突破常规悬挂式单轨跨越能力受限的壁垒。为研究斜拉桥主梁与轨道梁墩柱结合部位复杂的受力情况和传力路径,采用ANSYS软件分别建立钢箱梁区段和混凝土箱梁区段有限元模型。结果表明:钢箱梁区段,墩柱荷载主要传递给与之直接相连的横隔板以及中腹板,其中,横隔板受力比较均匀,中腹板受力主要集中在以墩柱为中心,半径约2 m的范围内,基本可以传递至钢梁底板。墩柱轴力的58%传递给与之直接相连的横隔板;墩柱横桥向弯矩的传递过程中,58.8%的剪力传递给与之直接相连的横隔板;墩柱顺桥向弯矩的传递过程中,53.4%的剪力传递给中腹板;混凝土箱梁区段,墩柱荷载主要传递给与之直接相连的混凝土腹板、横隔板。混凝土受力主要集中在以结合面为中心,半径约2 m的范围内,墩柱荷载在结合面以下约0.5 m的范围内基本完成传递,墩柱轴力的68.8%传递给与之直接相连的横隔板;墩柱横桥向弯矩的传递过程中,86.4%的剪力传递给与之直接相连的横隔板;墩柱顺桥向弯矩的传递过程中,44.6%的剪力传递给中腹板。 展开更多

关键词 大跨度斜拉桥 钢箱组合梁 新型结构体系 墩梁连接处 传力路径 悬挂式单轨

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氯盐腐蚀环境下波形腹板钢箱组合梁疲劳性能试验研究 被引量：1

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作者 张紫辰 张豪 宁鑫 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期101-109,共9页

为揭示氯盐腐蚀环境下波形腹板钢箱组合梁的疲劳性能,设计制作2片简支组合箱梁缩尺模型,分别进行常幅和分级变幅疲劳试验,研究未腐蚀和腐蚀模型梁的疲劳性能,基于非线性损伤理论进行波形腹板钢箱组合梁的疲劳损伤及疲劳寿命预测。结果表... 为揭示氯盐腐蚀环境下波形腹板钢箱组合梁的疲劳性能,设计制作2片简支组合箱梁缩尺模型,分别进行常幅和分级变幅疲劳试验,研究未腐蚀和腐蚀模型梁的疲劳性能,基于非线性损伤理论进行波形腹板钢箱组合梁的疲劳损伤及疲劳寿命预测。结果表明:未腐蚀和腐蚀组合箱梁在经历200万次常幅循环加载后均未发生疲劳破坏,疲劳荷载引起的弯曲附加变形随加载循环次数的增加而增大;弯矩作用下组合梁满足“拟平截面假定”;未腐蚀梁和腐蚀梁分别经历了314.6万次和288万次分级变幅循环加载后发生疲劳破坏,试验梁底板与左右两侧腹板焊缝折角处是该类组合箱梁的疲劳易损部位;考虑多级变幅荷载相互作用影响的改进Corten-Dolan模型能够较好地预测波形腹板钢箱组合梁的疲劳寿命,且多级变幅荷载之间的相互作用对结构疲劳寿命的影响随腐蚀程度的增大而减小。 展开更多

关键词 波纹腹板钢箱组合梁 氯盐腐蚀 疲劳性能 疲劳损伤 疲劳寿命 疲劳试验

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UHPC-部分充填窄幅钢箱组合梁抗弯性能

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作者 郑艳 刘帅 +3 位作者 羊海林 柴龙杰 农双秀 黄荆 《混凝土》 CAS 北大核心 2024年第7期28-32,38,共6页

为研究UHPC-部分充填窄幅钢箱组合梁负弯矩下的抗弯性能,制作了6根试验梁探究翼板配筋率、UHPC钢纤维掺量及板厚对组合梁截面应变分布、破坏形式及极限承载力的影响。试验结果表明:3%钢纤维掺量的UHPC翼板开裂荷载比0、1%、2%钢纤维掺量... 为研究UHPC-部分充填窄幅钢箱组合梁负弯矩下的抗弯性能,制作了6根试验梁探究翼板配筋率、UHPC钢纤维掺量及板厚对组合梁截面应变分布、破坏形式及极限承载力的影响。试验结果表明:3%钢纤维掺量的UHPC翼板开裂荷载比0、1%、2%钢纤维掺量的UHPC翼板分别大63.1%、29.8%、7.7%,说明钢纤维的加入,能够控制裂缝的发展,提高翼板的塑性,可有效改善破坏时的脆性现象。翼板配筋率提高1%时,抗弯承载力提高5.3%。用UHPC替代翼板1/2厚度的普通混凝土,开裂能力提高了56.2%,极限荷载提高了7%。基于简化塑性理论提出了组合梁抗弯承载力计算式,计算值与试验值吻合较好。 展开更多

关键词 钢箱组合梁 UHPC 抗弯性能 负弯矩 承载能力

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斜腹板钢箱组合梁负弯矩区非线性受力性能 被引量：7

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作者 苏庆田 杨国涛 吴冲 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1589-1595,共7页

通过模型试验研究了斜腹板钢箱组合连续梁中间支座处负弯矩区的非线性力学性能.测试了在不同荷载作用下沿纵向各部位的变形、不同截面的应变分布、混凝土板的裂缝分布、钢与混凝土之间的相对滑移以及整个结构的极限承载力等.试验表明,... 通过模型试验研究了斜腹板钢箱组合连续梁中间支座处负弯矩区的非线性力学性能.测试了在不同荷载作用下沿纵向各部位的变形、不同截面的应变分布、混凝土板的裂缝分布、钢与混凝土之间的相对滑移以及整个结构的极限承载力等.试验表明,试件在加载初始阶段呈现线弹性,但由于混凝土裂缝较早出现,试件在大部分的加载过程中表现为非线性特征;此外,混凝土中钢筋配筋率对斜腹板钢箱组合梁受力的影响显著,配筋率较少时组合梁在混凝土开裂后刚度降低很快,并使得钢梁较早屈服,而配筋率适当的斜腹板钢箱组合梁表现出了较好的力学性能.试验结果与现行组合梁设计方法对比分析表明,规范规定采用简化折减刚度法计算斜腹板钢箱组合梁的整体变形是安全可行的,以混凝土裂缝宽度为0.2mm对应的承载能力作为斜腹板钢箱组合梁正常使用状态下的承载力具有较大的安全储备. 展开更多

关键词 钢箱组合梁 斜腹板 负弯矩区 混凝土开裂

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宽幅分离式双边钢箱组合梁斜拉桥剪力滞效应研究 被引量：4

7

作者 于祥敏 刘进 +1 位作者 杜晓庆 倪铮 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1-8,共8页

为了满足日益增长的交通量需求,近年来大跨度斜拉桥开始采用桥面宽度大、横向刚度高和抗风性能好的分离式双边钢箱组合梁。以梁宽为45.9 m的超宽分离式双边钢箱组合梁斜拉桥为背景工程,分别采用MIDAS和ANSYS建立三维杆系模型和节段精细... 为了满足日益增长的交通量需求,近年来大跨度斜拉桥开始采用桥面宽度大、横向刚度高和抗风性能好的分离式双边钢箱组合梁。以梁宽为45.9 m的超宽分离式双边钢箱组合梁斜拉桥为背景工程,分别采用MIDAS和ANSYS建立三维杆系模型和节段精细化模型,研究其成桥阶段和施工过程中的剪力滞效应,并通过敏感性分析研究钢主梁板厚度对剪力滞效应的影响。结果表明:成桥状态下,混凝土板底和板顶的剪力滞系数变化范围分别为2.152~2.762和1.262~2.024,越靠近跨中节段,混凝土板的剪力滞系数越大。在边腹板、中腹板和小纵梁位置,混凝土板的正剪力滞效应显著,横隔梁顶的混凝土板则主要呈现负剪力滞效应。受到斜拉索水平分力的影响,混凝土板两端的剪力滞效应最突出。施工过程中混凝土板底和板顶的剪力滞系数范围分别为3.978~4.188和1.186~1.301,需要重点关注板底的剪力滞效应。施工步骤对组合梁混凝土板的剪力滞效应影响较大,尤其是钢主梁安装工况。钢主梁板厚变化时,剪力滞系数变化规律相似,建议钢主梁顶板厚度为20~30 mm,底板厚度为15~20 mm。 展开更多

关键词 桥梁工程 组合梁斜拉桥 分离式双边钢箱组合梁 剪力滞效应 有限元法 参数分析

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波纹腹板钢箱组合梁竖向弯曲力学性能 被引量：18

8

作者 张紫辰 金学军 甘亚南 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期52-59,共8页

为揭示波纹腹板钢箱组合梁的竖向弯曲力学性能,综合考虑剪力滞、褶皱效应以及剪切变形的影响,对组合箱梁上下翼板和悬臂板设立2个不同的剪滞纵向位移差函数,基于能量变分法推导组合箱梁的控制微分方程和自然边界条件,得到相应广义位移... 为揭示波纹腹板钢箱组合梁的竖向弯曲力学性能,综合考虑剪力滞、褶皱效应以及剪切变形的影响,对组合箱梁上下翼板和悬臂板设立2个不同的剪滞纵向位移差函数,基于能量变分法推导组合箱梁的控制微分方程和自然边界条件,得到相应广义位移的闭合解,用模型试验及有限元法对该解的正确性进行验证,并分析不同边界条件下组合箱梁剪力滞和褶皱效应的变化规律。结果表明:该闭合解计算的结果与试验值和有限元计算结果吻合良好,竖向荷载作用下组合梁底板应力约为上翼板的30倍;考虑剪力滞效应,两端固定组合梁受集中荷载时跨中挠度增加13.95%,且剪力滞系数横向分布曲线斜率大于简支梁;与传统波纹钢腹板组合箱梁相比,该类组合梁褶皱效应明显增大,受褶皱效应的影响,两端固定组合箱梁跨中截面底板和腹板交汇处拉应力增大34.67%,且边界约束越强,组合箱梁剪力滞和褶皱效应越明显。 展开更多

关键词 波纹腹板钢箱组合梁 竖向弯曲力学性能 剪力滞效应 褶皱效应 边界条件 能量变分法

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调顺跨海特大桥钢箱组合梁架设方案比选 被引量：7

9

作者 谷粒 王云 卢肖素 《世界桥梁》 北大核心 2022年第5期48-54,共7页

调顺跨海特大桥主桥为(147.5+296+147.5)m双塔双索面全封闭钢箱组合梁斜拉桥。为缩短钢箱组合梁架设工期,提出双节段循环安装架设方案,并与传统单节段循环安装架设方案进行比选。采用MIDAS Civil建立主桥空间有限元计算模型,对2种方案... 调顺跨海特大桥主桥为(147.5+296+147.5)m双塔双索面全封闭钢箱组合梁斜拉桥。为缩短钢箱组合梁架设工期,提出双节段循环安装架设方案,并与传统单节段循环安装架设方案进行比选。采用MIDAS Civil建立主桥空间有限元计算模型,对2种方案施工阶段钢箱组合梁应力、斜拉索应力,以及成桥状态钢箱组合梁应力、线形及斜拉索索力、应力等各项控制指标进行计算分析。结果表明:2种方案施工阶段、成桥状态各项控制指标计算结果均满足设计及相关规范要求,双节段循环安装较单节段循环安装对施工阶段钢箱组合梁应力影响较大,对施工阶段斜拉索应力及成桥状态各项控制指标影响较小。综合考虑确定采用双节段循环安装架设方案。采用双节段循环安装架设方案成桥状态良好,并节省工期45 d。 展开更多

关键词 斜拉桥 钢箱组合梁 架设方案 单节段循环安装 双节段循环安装 方案比选 有限元法

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波形腹板钢箱组合梁竖向弯曲振动特性

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作者 张紫辰 王根会 +1 位作者 王兴 金学军 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期859-865,1034,共8页

综合考虑剪切变形、剪滞翘曲应力自平衡、转动惯量和腹板褶皱效应的影响,对组合箱梁上、下翼板和悬臂板设立2个不同的剪滞转角差函数,基于能量变分法和Hamilton原理建立该类结构的弹性控制微分方程和自然边界条件,获得相应广义位移的闭... 综合考虑剪切变形、剪滞翘曲应力自平衡、转动惯量和腹板褶皱效应的影响,对组合箱梁上、下翼板和悬臂板设立2个不同的剪滞转角差函数,基于能量变分法和Hamilton原理建立该类结构的弹性控制微分方程和自然边界条件,获得相应广义位移的闭合解。通过模型实测值和ANSYS空间有限元值验证了该闭合解的可靠性,并分析了宽跨比对组合箱梁竖向弯曲振动特性的影响。研究结果表明:与剪力滞效应相比,剪切变形对组合箱梁抗弯刚度的影响更大,第4阶自振频率差值达到27.623%;结构跨中横截面上各点动应力幅值的分布特点与其静力分析结果类似,荷载作用频率对组合箱梁的动剪力滞系数的影响小于3.52%;剪力滞效应对简支组合箱梁翼板动应力幅值的影响随宽跨比的增大而变大,翘曲应力自平衡的影响亦随之增大;翘曲应力自平衡对结构自振频率的贡献值小于5%,但对翼板动应力幅值的影响可达9.4%以上。 展开更多

关键词 波形腹板钢箱组合梁 振动特性 自平衡条件 剪力滞效应 能量变分法

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寒冷地区钢箱组合梁桥温度梯度模式 被引量：5

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作者 顾瑞海 张民 +2 位作者 王阳春 马乃轩 朱晨辉 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第2期788-794,共7页

为研究寒冷地区钢箱组合梁桥温度梯度模式,选取山东枣木高速公路某钢箱组合梁桥开展温度监测,共获取12个月的温度监测数据,基于概率统计方法确定了寒冷地区钢箱组合梁桥温度梯度模式标准值。研究结果表明:钢箱组合梁桥正、负温度梯度模... 为研究寒冷地区钢箱组合梁桥温度梯度模式,选取山东枣木高速公路某钢箱组合梁桥开展温度监测,共获取12个月的温度监测数据,基于概率统计方法确定了寒冷地区钢箱组合梁桥温度梯度模式标准值。研究结果表明:钢箱组合梁桥正、负温度梯度模式的双折线模型能够合理反映截面温度分布情况,其中负温度梯度在混凝土层内沿竖向方向先减小、后增大,在钢主梁上先增大、后保持不变;荷载重现期50年时,正、负温度梯度模式的标准值分别为15.4、6.1、-1.9、-9.2℃;荷载重现期100年时,正、负温度梯度模式的标准值分别为15.8、6.2、-2.1、-9.5℃;提出的寒冷地区温度梯度模式标准值高于现行规范中取值,在设计计算时应根据当地气象资料及结构类型等因素进一步确定。 展开更多

关键词 钢箱组合梁桥 温度梯度模式 温度场 运营监测 概率统计方法

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部分充填混凝土窄幅钢箱组合梁抗裂性能研究 被引量：7

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作者 羊海林 莫时旭 +2 位作者 郑艳 李胜 李兴科 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第6期1441-1447,共7页

为了研究充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁负弯矩区的弯曲性能,以及栓钉间距、配筋率对连续组合梁负弯矩区混凝土翼板抗裂性能、裂缝开展和宽度的影响,完成3根反向加载的简支组合梁的静力加载试验;考虑翼板混凝土收缩应力的影响,推导出连... 为了研究充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁负弯矩区的弯曲性能,以及栓钉间距、配筋率对连续组合梁负弯矩区混凝土翼板抗裂性能、裂缝开展和宽度的影响,完成3根反向加载的简支组合梁的静力加载试验;考虑翼板混凝土收缩应力的影响,推导出连续组合梁负弯矩区翼板开裂弯矩理论计算公式。试验结果表明,在较低荷载下连续组合梁翼板负弯矩区就会开裂,而发生明显的内力重分布;箍筋间距对裂缝间距有一定的影响,且剪力连接程度和配筋率对连续组合梁负弯矩区裂缝发展以及宽度的影响较明显,适当增加配筋率可以减小组合梁负弯矩区翼板最大裂缝宽度。通过求解组合梁负弯矩区的开裂弯矩,考虑收缩应力的影响能够更准确的控制混凝土的开裂,并对计算值与试验值进行比较,证明这种理论计算式是可行的。 展开更多

关键词 部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁 负弯矩区 裂缝 栓钉

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UHPC-NC充填式窄幅钢箱连续组合梁桥设计与数值分析

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作者 檀新宁 郑艳 +1 位作者 祝俊祥 莫时旭 《广西大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期489-503,共15页

为了探究UHPC-NC-充填式窄幅钢箱组合结构用于连续梁负弯矩区的实际效果,对某城市(45+60+45)m连续组合梁高架桥进行整体设计。采用生死单元法模拟施工阶段,对一根边梁的负弯矩区30 m节段进行ABAQUS精细化局部建模,分析结构全过程受力特... 为了探究UHPC-NC-充填式窄幅钢箱组合结构用于连续梁负弯矩区的实际效果,对某城市(45+60+45)m连续组合梁高架桥进行整体设计。采用生死单元法模拟施工阶段,对一根边梁的负弯矩区30 m节段进行ABAQUS精细化局部建模,分析结构全过程受力特点及破坏机制。结果表明:UHPC层高度、配筋率与组合梁抗裂性能、极限承载能力基本呈线性正相关,UHPC-NC翼板组合梁开裂弯矩比NC翼板组合梁增加了40.85%,极限荷载提升了19.08%。充填混凝土使组合梁在腹板局部屈曲后仍不丧失承载能力,表现出延性良好的弯曲破坏,但过大的充填量会降低截面弹性中和轴高度,不利于翼板受力进而影响组合梁承载能力,综合考虑充填高度以腹板高度的20%~30%为宜。 展开更多

关键词 窄幅钢箱组合梁 组合梁设计 数值分析 超高性能混凝土(UHPC) 充填混凝土

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负弯矩作用下部分充填式窄幅钢箱-UHPC组合梁刚度分析 被引量：1

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作者 莫时旭 柴龙杰 +2 位作者 郑艳 黄意均 檀新宁 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期164-175,共12页

目的为研究负弯矩作用下部分充填式窄幅钢箱-UHPC(ultra-high performance concrete,UHPC)组合梁的抗弯性能,采用反向集中力对9根不同参数的试验梁进行静载试验。方法研究部分充填式窄幅钢箱-UHPC组合梁在反向集中力作用下的受力过程、... 目的为研究负弯矩作用下部分充填式窄幅钢箱-UHPC(ultra-high performance concrete,UHPC)组合梁的抗弯性能,采用反向集中力对9根不同参数的试验梁进行静载试验。方法研究部分充填式窄幅钢箱-UHPC组合梁在反向集中力作用下的受力过程、应变行为、刚度和抗裂性,明确各参数在提升试验梁力学性能方面的贡献程度,并将考虑界面滑移和翼板开裂因素的理论挠度与试验结果进行比较和验证。结果部分充填式窄幅钢箱-UHPC组合梁处于整体弹性阶段时刚度最高,翼板开裂后刚度略有下降,钢箱下翼缘局部受压屈服时,跨中翼板上形成多条贯通裂缝,极限承载力阶段,承载力未明显下降。与部分充填式窄幅钢箱-NC(ordinary concrete,NC)组合梁和窄幅钢箱-UHPC组合梁相比,随着钢纤维掺量、配筋率和相对充填高度增加,部分充填式窄幅钢箱-UHPC组合梁的极限承载力、正常使用和承载能力极限状态的最大刚度分别提高57%,25%,21%,裂缝宽度为0.05,0.10,0.20 mm时,对应的最大荷载分别提高155%,266%,100%。结论部分充填式窄幅钢箱-UHPC组合梁刚度大,抗裂性能好,承载力高。现行规范计算负弯矩作用下组合梁挠度过于保守,考虑负弯矩作用下组合梁滑移影响的有效惯性矩法计算试验梁挠度较为准确。 展开更多

关键词 部分充填式窄幅钢箱-UHPC组合梁 超高性能混凝土 负弯矩 极限承载力 裂缝宽度

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配筋率对钢箱-UHPC组合梁裂缝特征的影响

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作者 莫时旭 房洋洋 +1 位作者 郑艳 农双秀 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期85-93,共9页

为研究钢箱-超高性能混凝土(UHPC)组合梁负弯矩区裂缝特征,设计制作了3根配筋率分别为1%、2%和3%的UHPC翼板部分充填砼窄幅钢箱组合梁,通过对不同配筋率的试验梁进行反向加载试验研究组合梁的裂缝发展特征,并对最大裂缝宽度、裂缝间距... 为研究钢箱-超高性能混凝土(UHPC)组合梁负弯矩区裂缝特征,设计制作了3根配筋率分别为1%、2%和3%的UHPC翼板部分充填砼窄幅钢箱组合梁,通过对不同配筋率的试验梁进行反向加载试验研究组合梁的裂缝发展特征,并对最大裂缝宽度、裂缝间距及开裂荷载进行对比分析。研究结果表明:试验梁在不同配筋率条件下,UHPC面层裂缝发展明显不同,配筋率越高最大裂缝宽度越小,裂缝越密集,开裂荷载越大;与配筋率为1%的试验梁相比,配筋率为2%和3%的试验梁的开裂弯矩分别提高了30.3%和65.2%;可根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362—2018)中的裂缝宽度计算公式乘以0.78的修正系数,来计算窄幅钢箱-UHPC组合梁负弯矩区的裂缝宽度。 展开更多

关键词 窄幅钢箱组合梁 配筋率 裂缝发展特征 负弯矩区

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负弯矩区部分充填式窄幅钢箱-UHPC-NC组合梁抗剪承载力研究 被引量：4

16

作者 祝俊祥 郑艳 +1 位作者 莫时旭 檀新宁 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期4136-4147,共12页

为研究部分充填式窄幅钢箱-UHPC-NC组合梁负弯矩区受剪性能,开展3根部分充填式窄幅钢箱组合梁加载试验,研究组合梁的破坏模式、变形及裂缝分布规律。基于ABAQUS软件建立组合梁有限元模型,通过试验结果验证模型的准确性,并分析充填混凝... 为研究部分充填式窄幅钢箱-UHPC-NC组合梁负弯矩区受剪性能,开展3根部分充填式窄幅钢箱组合梁加载试验,研究组合梁的破坏模式、变形及裂缝分布规律。基于ABAQUS软件建立组合梁有限元模型,通过试验结果验证模型的准确性,并分析充填混凝土强度fcu、充填混凝土高度hf、UHPC层厚度hu和剪跨比λ对组合梁抗剪承载力的影响。研究结果表明:3根组合梁钢箱上箱室均发生剪切破坏,翼板跨中出现弯曲主裂缝,加载点与支座间产生剪切斜裂缝。在弹性阶段,UHPC和NC、钢箱与翼板协同工作性能良好,NC翼板组合梁端部表现出明显的剪切破坏;UHPC翼板组合梁的开裂荷载、屈服荷载及极限荷载较NC翼板组合梁分别提高55%、37.5%和12.5%,最大裂缝宽度从1.48 mm降至0.82 mm。有限元模型计算与试验结果吻合良好,可用于组合梁受力性能参数分析。组合梁抗剪承载力随hu的增加基本呈线性关系,当hu从0增加至100 mm时,组合梁抗剪承载力提高12.5%;当hf达到0.3后、提高fcu对组合梁抗剪承载力的影响并不显著,hf应控制在0.3左右且fcu不宜过高;组合梁抗剪承载力随着λ的增加基本呈线性关系递减,λ=2.8为组合梁弯剪破坏和受弯破坏界限剪跨比。提出考虑钢箱、充填混凝土和翼板贡献的组合梁抗剪承载力计算公式,并与试验和数值模拟结果进行验证分析,结果吻合良好且偏于安全。 展开更多

关键词 窄幅钢箱组合梁 负弯矩区 超高性能混凝土 充填混凝土 抗剪承载力

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宽幅双边钢箱钢-混组合梁构造优化 被引量：1

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作者 赵静 柴生波 +3 位作者 郑才林 陈尚 王技 王磊 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第5期69-78,共10页

为研究双边钢箱钢-混组合梁的优化设计,以某双塔双索面自锚式悬索桥的宽幅双边钢箱钢-混组合梁为研究对象,建立实体模型及杆系模型,分析横梁及次纵梁构造参数的改变对组合梁受力性能的影响,提出各构件合理优化方案。研究结果表明:增大... 为研究双边钢箱钢-混组合梁的优化设计,以某双塔双索面自锚式悬索桥的宽幅双边钢箱钢-混组合梁为研究对象,建立实体模型及杆系模型,分析横梁及次纵梁构造参数的改变对组合梁受力性能的影响,提出各构件合理优化方案。研究结果表明:增大次纵梁间距,对结构影响较小,可优化组合梁结构;减小横梁上翼缘板厚度有助于改善横梁下翼缘板及腹板受力,达到组合梁优化目的;上翼缘板板厚从25 mm减小至20 mm,同时下翼缘板板厚从20 mm增加至25 mm,横梁下翼缘板应力得到明显改善,即横梁下翼缘板板厚大于横梁上翼缘板板厚对组合梁结构更有利。 展开更多

关键词 自锚式悬索桥 双边钢箱组合梁 纵横梁 构造优化 有限元

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窄幅钢箱-UHPC组合梁负弯矩下抗弯性能试验研究 被引量：1

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作者 郑艳 刘晓贝 +2 位作者 羊海林 莫时旭 黄荆 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2024年第4期42-50,共9页

为改善钢-混凝土组合梁负弯矩下的受力性能,提出一种新型窄幅钢箱-超高性能混凝土(UHPC)组合梁。通过6根试验梁的反向静力加载试验,得到试验梁受力全过程跨中荷载-挠度、荷载-应变、荷载-最大裂缝宽度关系曲线、裂缝发生发展及破坏形态... 为改善钢-混凝土组合梁负弯矩下的受力性能,提出一种新型窄幅钢箱-超高性能混凝土(UHPC)组合梁。通过6根试验梁的反向静力加载试验,得到试验梁受力全过程跨中荷载-挠度、荷载-应变、荷载-最大裂缝宽度关系曲线、裂缝发生发展及破坏形态等,基于简化塑性理论推导出了组合梁极限抗弯承载力计算公式。结果表明:窄幅钢箱-UHPC组合梁在负弯矩下具有良好的受力性能;提高配筋率、钢纤维掺量和UHPC相对板厚都可在一定程度上改善组合梁延性,提高其极限抗弯承载力;翼板配筋率对承载力影响较大,配筋率由1%增加至2%时,其极限抗弯承载力提高了15%;钢纤维掺量和UHPC相对板厚对初始开裂荷载影响较大,钢纤维掺量从1%增加到2%时,初始开裂荷载提高32%,UHPC相对板厚由0增加到0.5时,初始开裂荷载提高56%;增加钢纤维掺量和UHPC相对板厚可有效控制裂缝宽度,减少结构主裂缝数量,改善组合梁耐久性;组合梁极限抗弯承载力计算公式计算值与试验值吻合较好,表明塑性理论适用于窄幅钢箱-UHPC组合梁的承载力计算。 展开更多

关键词 窄幅钢箱-UHPC组合梁 抗弯性能 负弯矩区 静载试验 极限抗弯承载力

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部分充填式窄幅钢箱-UHPC组合梁抗剪试验研究 被引量：1

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作者 莫时旭 熊豪 +1 位作者 郑艳 柴龙杰 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期157-164,195,共9页

目的为研究部分充填式窄幅钢箱-UHPC组合梁的抗剪性能,方法对4根倒置组合梁试件通过三点加载方式进行了静载试验,通过研究其负弯矩作用下的破坏形态及变形特征,得到了组合梁的荷载-挠度曲线、应变分布、荷载-滑移曲线、最终破坏形态等... 目的为研究部分充填式窄幅钢箱-UHPC组合梁的抗剪性能,方法对4根倒置组合梁试件通过三点加载方式进行了静载试验,通过研究其负弯矩作用下的破坏形态及变形特征,得到了组合梁的荷载-挠度曲线、应变分布、荷载-滑移曲线、最终破坏形态等。结果试验研究结果表明:UHPC翼板显著提升了组合梁的变形能力和极限承载力;相较于试件SUCB-3(NC翼板),试件SUCB-1(1/2UHPC翼板和SUCB-4(全UHPC翼板))的承载力分别提高了18.2%和27.3%,变形能力则分别增强了38.02%和41.2%;钢纤维的添加能有效地抑制翼板裂缝的开展,钢纤维掺量从0提高到2%,试件的最大裂缝宽度从1.06 mm降低到0.92 mm,变形能力增强了23.61%,承载力则提高了4%。结论提出了考虑钢箱、UHPC翼板和充填混凝土贡献的组合梁抗剪承载力计算公式。 展开更多

关键词 窄幅钢箱-UHPC组合梁 静载试验 抗剪承载力 钢纤维掺量

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窄幅钢箱连续组合梁受力性能有限元分析 被引量：2

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作者 黄荆 莫时旭 +1 位作者 刘晓贝 郑艳 《济南大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期15-22,共8页

为了解决钢-混凝土组合梁负弯矩区开裂以及钢箱受压屈曲问题,提出采用窄幅钢箱连续组合梁对钢-混凝土组合梁进行优化,并在窄幅钢箱连续组合梁桥面翼板的负弯矩区采用超高性能混凝土材料部分替代强度等级为C40的混凝土,形成超高性能混凝... 为了解决钢-混凝土组合梁负弯矩区开裂以及钢箱受压屈曲问题,提出采用窄幅钢箱连续组合梁对钢-混凝土组合梁进行优化,并在窄幅钢箱连续组合梁桥面翼板的负弯矩区采用超高性能混凝土材料部分替代强度等级为C40的混凝土,形成超高性能混凝土-窄幅钢箱连续组合梁,进一步优化窄幅钢箱连续组合梁受力性能;采用有限元分析软件ABAQUS建立超高性能混凝土-窄幅钢箱连续组合梁有限元模型,在验证模型适用性的基础上,分析窄幅钢箱连续组合梁的受弯过程,并对窄幅钢箱连续组合梁翼板、钢筋、钢箱云图进行对比。结果表明:窄幅钢箱连续组合梁中混凝土的充填跨度对窄幅钢箱连续组合梁刚度存在一定的影响,超高性能混凝土材料显著改善了翼板的抗裂性能,翼板受拉区损伤面积减小95%以上;当采用超高性能混凝土材料完全替代普通混凝土材料时,窄幅钢箱连续组合梁的刚度、开裂荷载、极限荷载等性能得到较大改善。 展开更多

关键词 组合结构 窄幅钢箱连续组合梁 有限元模拟 超高性能混凝土

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