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极端温度下钢-UHPC组合结构中栓钉抗剪性能数值分析
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作者 谢巍 石佳林 何靖 《湖南交通科技》 2024年第3期120-126,共7页
为深入研究极端温度下钢-UHPC组合结构中栓钉的抗剪性能,基于推出试验建立考虑焊趾的精细化有限元模型,对不同温度下的栓钉抗剪性能及栓钉与UHPC的损伤状态进行分析。研究结果显示:UHPC的损伤深度及高度均随着温度的升高而发生扩大现象... 为深入研究极端温度下钢-UHPC组合结构中栓钉的抗剪性能,基于推出试验建立考虑焊趾的精细化有限元模型,对不同温度下的栓钉抗剪性能及栓钉与UHPC的损伤状态进行分析。研究结果显示:UHPC的损伤深度及高度均随着温度的升高而发生扩大现象;栓钉的损伤主要集中在焊趾处,随着温度的升高,由于UHPC的损伤增大,其对栓钉的约束作用下降,焊趾处损伤范围发生缩小现象。栓钉的抗剪承载力与抗剪刚度均随着温度的升高而降低,且均呈现出线性相关,在-60、60℃下,栓钉的抗剪承载力相较于常温20℃时增长了11、-6 kN,增长率为15%、-8%;抗剪刚度相较于常温20℃时增长了15、-9 kN/mm,增长率为18%、-11%。结合计算结果,在已有的抗剪承载力与抗剪刚度计算式的基础上,引入了温度效应的影响系数,并与计算数据拟合结果较好,能够给工程提供一定的参考。 展开更多
关键词 钢-uhpc组合结构 栓钉 温度效应 抗剪承载力 抗剪刚度 预测公式
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钢-UHPC组合结构桥梁研究进展 被引量:14
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作者 刘扬 曾丹 +1 位作者 曹磊 王达 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期3104-3113,共10页
超高性能混凝土(UHPC)是一种具有优异力学性能的新型水泥基复合材料,现已成为水泥基复合材料创新、应用及发展最具活力的领域,且在钢-UHPC组合结构桥梁中得到了应用。针对现有桥梁结构中存在的跨越能力受限及耐久性差等技术瓶颈,国内外... 超高性能混凝土(UHPC)是一种具有优异力学性能的新型水泥基复合材料,现已成为水泥基复合材料创新、应用及发展最具活力的领域,且在钢-UHPC组合结构桥梁中得到了应用。针对现有桥梁结构中存在的跨越能力受限及耐久性差等技术瓶颈,国内外学者利用UHPC的性能优势提出了钢-UHPC组合结构的解决方案,并在其受弯性能、抗裂性能、疲劳性能、栓钉抗剪性能、接缝性能影响因素和装配式结构体系及装配方法等方面取得了丰硕的成果。钢-UHPC组合结构具有较好的经济性和可行性,且在正负弯矩下具有较好的抗裂性能和受弯性能,能大幅降低钢结构疲劳细节应力幅;栓钉剪力件的抗剪性能受栓钉直径和屈服强度的影响显著;钢筋的锚固长度、接缝界面情况及接缝类型是影响接缝性能的重要因素。钢-UHPC组合结构适合装配式化施工,在装配式桥梁快速建造技术及大跨桥梁结构中具有较好的应用前景,且呈现出较好的发展势头。本文系统归纳了钢-UHPC组合结构的静力性能、疲劳性能、接缝性能及钢-UHPC组合结构桥梁等方面的研究进展,分析了钢-UHPC组合结构桥梁的应用前景,并指出了钢-UHPC组合结构在设计理论、规范体系及应用领域进一步完善的研究趋势,可为今后的研究工作及工程应用提供参考。 展开更多
关键词 钢-uhpc组合结构 疲劳性能 装配式 受弯性能 栓钉剪切 接缝
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基于波传播法的钢-UHPC组合结构脱粘损伤识别研究 被引量:1
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作者 李强 吴海平 +1 位作者 邹褀祺 晏班夫 《公路工程》 北大核心 2020年第2期185-190,共6页
钢-UHPC组合结构作为一种新型结构,其交界面通过栓钉紧密结合,以保证二者协同受力。在实际应用中,若钢-UHPC界面发生脱粘损伤,将不可避免地影响结构使用性能。基于波传播法的PZT测试技术是一种简单有效的现场无损测试方法,可用于钢-UHP... 钢-UHPC组合结构作为一种新型结构,其交界面通过栓钉紧密结合,以保证二者协同受力。在实际应用中,若钢-UHPC界面发生脱粘损伤,将不可避免地影响结构使用性能。基于波传播法的PZT测试技术是一种简单有效的现场无损测试方法,可用于钢-UHPC界面脱粘等微小缺陷的检测。设计了钢-UHPC组合梁模型,运用波传播法对实验梁的负弯矩加载历程进行了监测,通过分析接收信号幅值等特征参数,对加载历程中的局部界面脱粘损伤进行了识别,结果表明,波传播法能够较好地识别出钢-UHPC界面脱粘损伤。 展开更多
关键词 钢-uhpc组合结构 监测 波传播法
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钢-UHPC组合结构新型剪力件的抗剪性能 被引量:6
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作者 曾丹 刘扬 曹磊 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1714-1724,1771,共12页
为了解决钢-UHPC组合桥面板因UHPC层较薄导致剪力件高度受限、施工难度大、抗剪强度和刚度不足等问题,提出弧形钢筋、栓钉+弧形钢筋2种新型剪力连接方式.考虑剪力件直径的影响,设计7组共14个推出试件,通过与栓钉剪力件对比分析,研究剪... 为了解决钢-UHPC组合桥面板因UHPC层较薄导致剪力件高度受限、施工难度大、抗剪强度和刚度不足等问题,提出弧形钢筋、栓钉+弧形钢筋2种新型剪力连接方式.考虑剪力件直径的影响,设计7组共14个推出试件,通过与栓钉剪力件对比分析,研究剪力件的抗剪性能及承载力.结果表明:3种剪力件的破坏形态及破坏机理、荷载−滑移曲线变化规律区别明显.弧形钢筋剪力件的延性和刚度均优于另外2种剪力件,且与直径呈线性关系.基于线性回归分析,给出考虑栓钉周围楔形块对栓钉剪力件抗剪贡献的承载力计算公式、考虑弧形钢筋和其内部UHPC共同抗剪的承载力计算经验公式,计算结果与试验值较吻合. 展开更多
关键词 钢-uhpc组合结构 弧形筋剪力件 栓钉+弧形筋剪力件 推出试验 抗剪性能 抗剪承载力
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开口钢-UHPC轻型组合桥面结构静力与疲劳性能研究
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作者 刘洋 李永斌 +1 位作者 谭金华 姜友维 《工程与建设》 2025年第1期101-103,215,共4页
UHPC的研发与广泛引用,钢板-混凝土组合桥面板和正交异性钢桥面板存在优化空间。有学者提出了钢-UHPC组合桥面板,但U肋的存在增加了施工难度和工程造价。为此,本文提出了不带U肋的开口钢-UHPC轻型组合桥面的优化方案。开展了以实桥为背... UHPC的研发与广泛引用,钢板-混凝土组合桥面板和正交异性钢桥面板存在优化空间。有学者提出了钢-UHPC组合桥面板,但U肋的存在增加了施工难度和工程造价。为此,本文提出了不带U肋的开口钢-UHPC轻型组合桥面的优化方案。开展了以实桥为背景的桥面方案对比、有限元计算和试验。研究表明:优化方案具有优良的静力与疲劳性能,加工制造简便,节省经济,是一种具有竞争力的新型桥面方案。应力降低17.4%~21.1%,位移减少13.1%~19.2%;疲劳位置的应力幅降低25.4%~55.8%;承受损伤能力提高幅度为6.4%。 展开更多
关键词 桥梁工程 开口-uhpc轻型组合桥面 静力与疲劳性能 板-混凝土组合桥面
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短剪力钉连接的钢-UHPC组合结构力学性能试验研究
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作者 鞠晓臣 李彬洋 +1 位作者 左照坤 赵欣欣 《桥梁建设》 2025年第2期43-49,共7页
为了解短剪力钉连接的钢-超高性能混凝土(UHPC)组合结构的力学性能及影响参数,进行该类结构的推出试验及疲劳试验。设计、制作9组不同钢筋横向间距及养护条件的短剪力钉连接钢-UHPC组合结构试件进行推出试验,4组试件进行不同剪应力幅值... 为了解短剪力钉连接的钢-超高性能混凝土(UHPC)组合结构的力学性能及影响参数,进行该类结构的推出试验及疲劳试验。设计、制作9组不同钢筋横向间距及养护条件的短剪力钉连接钢-UHPC组合结构试件进行推出试验,4组试件进行不同剪应力幅值疲劳加载,分析试件破坏形态、极限承载力、疲劳性能等,并将试件剪力钉抗剪承载力和疲劳强度试验值与国内外规范建议值进行对比。结果表明:推出试验及疲劳试验所有试件的失效模式均为剪力钉根部破坏,钢筋横向间距及养护条件对UHPC与工字钢连接的剪力钉的抗剪承载力影响不大;9组推出试件的平均极限承载力为66.56 kN,接近美国规范计算值;拟合回归得到4组疲劳试验试件的疲劳强度为107.90 MPa,高于我国与日本规范设计指标值。 展开更多
关键词 钢-uhpc组合结构 短剪力钉 筋横向间距 养护条件 极限承载力 疲劳强度 推出试验 疲劳试验
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钢-UHPC组合梁栓钉的群钉效应研究
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作者 王达 杨俊鑫 +1 位作者 石佳林 谭本坤 《公路与汽运》 2025年第1期84-92,共9页
建立考虑焊缝的钢-UHPC组合梁推出试件精细化有限元模型,在验证模型准确性与有效性的基础上,通过变化模型中栓钉数量及间距,分析群钉效应对钢-UHPC组合梁中栓钉抗剪性能的影响。结果表明,栓钉间距在250 mm以内时,不同位置栓钉皆受到群... 建立考虑焊缝的钢-UHPC组合梁推出试件精细化有限元模型,在验证模型准确性与有效性的基础上,通过变化模型中栓钉数量及间距,分析群钉效应对钢-UHPC组合梁中栓钉抗剪性能的影响。结果表明,栓钉间距在250 mm以内时,不同位置栓钉皆受到群钉效应的影响;栓钉间距d与栓钉直径r之比d/r≥7.69时,弹性阶段栓钉截面剪力与有效抗剪高度由加载端栓钉S-1向UHPC板底部栓钉S-6逐渐增大,传力不均匀系数呈上升的抛物线形式,栓钉S-1、S-6的剪力极值分别为单钉的5.83%~16.53%、71.92%;d/r≥7.69时,塑性阶段栓钉截面剪力与有效抗剪高度基本稳定,传力不均匀系数呈直线形式,栓钉S-1、S-6的剪力极值分别为单钉的88.66%、86.88%;d/r<7.69时,栓钉S-1几乎不参与结构抗剪,弹性阶段、塑性阶段的剪力分别为单钉的5.83%、20.00%,有效抗剪高度分别为5 mm、7 mm,传力不均匀系数降至0.57,栓钉间UHPC板出现贯穿性损伤。 展开更多
关键词 桥梁 钢-uhpc组合结构 栓钉 群钉效应 不均匀系数 抗剪承载力 有效高度
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钢-UHPC组合桥面铺装长期性能及退化成因分析
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作者 郝朝伟 张卫强 +2 位作者 程寿山 陈彦江 李鹏飞 《桥梁建设》 北大核心 2025年第1期56-63,共8页
为研究钢-UHPC组合桥面铺装对正交异性钢桥面板长期性能的影响,掌握其性能衰减规律,以某座采用钢-UHPC组合桥面铺装加固的桥梁为背景,开展钢-UHPC组合桥面铺装长期性能、栓钉抗剪试验等研究。通过对比组合桥面铺装外观病害、钢桥面板裂... 为研究钢-UHPC组合桥面铺装对正交异性钢桥面板长期性能的影响,掌握其性能衰减规律,以某座采用钢-UHPC组合桥面铺装加固的桥梁为背景,开展钢-UHPC组合桥面铺装长期性能、栓钉抗剪试验等研究。通过对比组合桥面铺装外观病害、钢桥面板裂缝和荷载试验结果等为期10年的数据,分析钢-UHPC组合桥面铺装长期性能及其衰减规律;基于栓钉抗剪室内和现场试验,分析栓钉服役后的荷载~滑移曲线,并采用2种方法计算栓钉服役前、后的抗剪刚度。结果表明:钢-UHPC组合桥面铺装在抑制钢桥面板疲劳开裂和延缓沥青磨耗层车辙等病害方面的长期效果稳定,在改善钢桥面板应力分布和提高桥面系局部刚度的长期效果较为稳定;服役10年后,梁端附近桥面系局部刚度已下降至服役初始状态的62.8%;栓钉抗剪弹性刚度的衰退是钢-UHPC组合桥面铺装局部刚度显著降低的一个重要原因;栓钉的性能与其被包裹的UHPC密切相关,摊铺时必须严控钢筋交叉处UHPC的密实度。 展开更多
关键词 -uhpc组合桥面铺装 长期性能 栓钉 抗剪刚度 抗剪承载力 荷载试验 抗剪试验
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新型钢-混凝土组合结构参数化设计及应用研究
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作者 靳佳豪 周东明 刘秀丽 《土木建筑工程信息技术》 2025年第1期80-85,共6页
在装配式建筑预制构件的设计过程中,各预制构件虽形态相似但具体尺寸和规格差异较大,这往往导致设计过程中出现较高的错误率,并降低整体的设计效率。本文基于BIM技术在装配式结构设计领域的发展现状,以某新型装配式钢-混凝土组合剪力墙... 在装配式建筑预制构件的设计过程中,各预制构件虽形态相似但具体尺寸和规格差异较大,这往往导致设计过程中出现较高的错误率,并降低整体的设计效率。本文基于BIM技术在装配式结构设计领域的发展现状,以某新型装配式钢-混凝土组合剪力墙结构预制构件为研究对象,采用C#编程语言,对Revit软件进行二次开发。结合数据化和参数化的运行本质,补充软件功能局限性,通过构建可视化参数调节界面,自动控制和调整模型的创建与修改。软件设计简洁明了,功能设置丰富实用,大幅提高了结构的三维设计效率,并为不同类型的新型工艺组合结构设计提供研究思路和参考。 展开更多
关键词 BIM 装配式-混凝土组合结构 参数化设计 C#编程
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全预制钢-UHPC组合桥梁的力学性能分析与优化设计
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作者 付政杰 吴树乾 《交通世界》 2025年第4期196-198,共3页
为提升全预制钢-UHPC组合桥梁的力学性能,运用有限元分析法构建桥梁模型,模拟不同荷载下的应力分布与变形特性,探析剪力连接机理及其受力性能和失效模式。同时,通过研究动荷载下的动力响应特性及进行疲劳性能试验,评估桥梁的耐久性和疲... 为提升全预制钢-UHPC组合桥梁的力学性能,运用有限元分析法构建桥梁模型,模拟不同荷载下的应力分布与变形特性,探析剪力连接机理及其受力性能和失效模式。同时,通过研究动荷载下的动力响应特性及进行疲劳性能试验,评估桥梁的耐久性和疲劳寿命。在优化设计方面,对桥梁构件的截面形状和尺寸进行优化,改进剪力连接设计,提出提升整体结构性能的方案,并优化施工工艺与建造方法,以提高生产、运输和安装效率。此外,设计了结构健康监测系统,实时监测桥梁的应力、变形和裂缝等参数,并借助数据分析及机器学习算法评估桥梁损伤,提供维护建议。研究结果表明,全预制钢-UHPC组合桥梁在力学性能、耐久性及施工效率方面均表现出色。 展开更多
关键词 全预制-uhpc组合桥梁 优化设计 力学性能
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钢-UHPC组合梁接缝板抗裂性能试验研究
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作者 周党林 保富强 +1 位作者 朱琴 刘学平 《科学技术创新》 2025年第4期210-214,共5页
本文研究了钢-UHPC组合梁在负弯矩区的力学性能。通过设计与制作2根钢-UHPC组合梁加载模型,进行了单点抗弯加载试验,试验结果表明2根试验梁的破坏模式均为弯曲破坏;T形接缝会降低组合梁的刚度,相比S-UN组合梁,S-UT组合梁的刚度降低约10... 本文研究了钢-UHPC组合梁在负弯矩区的力学性能。通过设计与制作2根钢-UHPC组合梁加载模型,进行了单点抗弯加载试验,试验结果表明2根试验梁的破坏模式均为弯曲破坏;T形接缝会降低组合梁的刚度,相比S-UN组合梁,S-UT组合梁的刚度降低约10%;2根试验梁的屈服强度相近,接缝会使组合梁的极限承载力降低4.6%,但组合梁在进入屈服阶段前,接缝对结构的整体承载力影响较小;T形接缝组合梁的抗裂性能可以满足工程要求。T形接缝试验梁的初裂拉应力为12.23 MPa,大于实桥在最大悬臂状态下的最大拉应力7.3 MPa,且具有足够的安全储备。结果证明了该结构的施工方法安全可行,结构性能良好。 展开更多
关键词 超高性能混凝土(UHPC) 负弯矩 -uhpc组合
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钢框架-组合型钢板剪力墙结构施工技术探析
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作者 薛娜 《河南建材》 2025年第3期119-121,共3页
为提高高层建筑底部剪力墙承载能力、强化高层建筑的抗震性能,文章以山东平度某高层住宅楼为研究对象,提出了钢框架-组合型钢板剪力墙结构设计方案,利用国产钢结构设计软件STS和有限元软件Midas对剪力墙结构受力状态进行了研究,并剖析... 为提高高层建筑底部剪力墙承载能力、强化高层建筑的抗震性能,文章以山东平度某高层住宅楼为研究对象,提出了钢框架-组合型钢板剪力墙结构设计方案,利用国产钢结构设计软件STS和有限元软件Midas对剪力墙结构受力状态进行了研究,并剖析了高层钢框架-组合型钢板剪力墙结构设计原理及施工工艺,深入研究了钢框架-组合型钢板剪力墙结构的设计过程和施工步骤。该结构不仅可以有效提高建筑的稳定性和安全性,而且可以提高建筑的抗震能力,具有重要的实际意义。 展开更多
关键词 高层建筑 框架-组合 剪力墙结构 抗震性能
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波形钢腹板-UHPC组合连续箱梁桥结构性能分析
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作者 石云冈 李立峰 +1 位作者 钟卫 皮立军 《交通科技》 2024年第2期60-64,共5页
为解决传统预应力混凝土PC箱梁桥跨中挠度过大和腹板开裂的难题,文中提出“大跨径波形钢腹板-UHPC组合连续箱梁桥”的新桥型结构,通过有限元建模和计算分析,对波形钢腹板-UHPC组合连续箱梁桥结构性能进行研究,并论述该桥型结构的性能优... 为解决传统预应力混凝土PC箱梁桥跨中挠度过大和腹板开裂的难题,文中提出“大跨径波形钢腹板-UHPC组合连续箱梁桥”的新桥型结构,通过有限元建模和计算分析,对波形钢腹板-UHPC组合连续箱梁桥结构性能进行研究,并论述该桥型结构的性能优势。研究表明,波形钢腹板-UHPC组合连续箱梁桥具有以下特性:(1)结构恒载内力占比明显降低;(2)结构沉降适应性较好;(3)结构横向刚度弱于竖向;(4)偏载对顶板应力影响明显,对底板应力影响次之,对主梁竖向位移影响小;(5)该桥型结构在梁高、顶板厚度和顶板横向预应力方面具有较大优势。随着UHPC材料的推广应用,波形钢腹板-UHPC组合连续箱梁有望成为大跨连续梁桥具有竞争力的桥型方案。 展开更多
关键词 波形腹板 超高性能混凝土 组合箱梁 结构性能
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型钢-UHPC轻型组合桥面板及其抗弯性能研究 被引量:4
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作者 邵旭东 蔡文涌 +1 位作者 曹君辉 刘梦麟 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期152-168,共17页
正交异性钢桥面是目前800m以上国内外特大跨径钢桥的唯一选择,主因是自重轻、强度高、架设方便。但其存在疲劳开裂风险大、运维成本高的缺点。随着高性能材料UHPC的研发和应用,为构建自重轻、病害少、经济性好的桥面新结构提供了可能性... 正交异性钢桥面是目前800m以上国内外特大跨径钢桥的唯一选择,主因是自重轻、强度高、架设方便。但其存在疲劳开裂风险大、运维成本高的缺点。随着高性能材料UHPC的研发和应用,为构建自重轻、病害少、经济性好的桥面新结构提供了可能性。经过多年研究,作者提出一种新型桥面板结构——型钢-UHPC轻型组合桥面结构,将型钢、钢板条与UHPC组合,桥面板的形成无任何板件焊接,因而具有高抗疲劳性,且与传统钢桥面相比,自重持平、造价减半,可作为除“正交异性钢桥面”外的“第二种”大跨径钢桥的桥面结构方案。该文研究这种轻型组合桥面板预制板及横向接缝的抗弯性能,制作4个条带模型(包括2个预制板试件和2个接缝试件),开展三点弯曲的横向接缝负弯矩试验和预制板正弯矩试验,并对试验结果进行分析;基于“条带法”建立预制板试件极限承载力计算模型,提出接缝试件的UHPC开裂名义拉应力计算方法;基于某斜拉桥应用实例,进行整体计算和局部计算,验证新型组合桥面结构在实桥上应用的可行性。研究结果表明:(1)型钢与UHPC间在极限状态前相对滑移非常小,具有良好的协同受力性能;(2)预制板试件的正弯矩极限承载力以型钢屈服控制,而接缝试件负弯矩极限承载力以UHPC开裂和加密钢筋断裂控制;(3)接缝试件的“T形”接缝、加密钢筋、燕尾形的企口、交错式切割型钢钢条等构造设计对接缝整体抗弯拉性能有很好的提高效果;(4)预制板试件极限承载力计算模型所得计算值与试验值吻合良好,该模型搭配名义拉应力计算方法,可帮助工程实际问题的设计与应用;(5)试验结果与实桥的有限元计算值相比,新型桥面结构均有1.3倍以上的安全系数,新型组合桥面应用于实桥具有可行性。 展开更多
关键词 桥梁工程 -uhpc组合桥面结构 三点弯曲试验 接缝构造 承载能力 裂缝宽度
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采用装配式栓钉的钢-UHPC组合板的抗弯性能
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作者 郭君渊 王俊颜 +1 位作者 杲晓龙 边晨 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期63-72,共10页
为提高钢-UHPC组合结构的延性,本文提出一种采用装配式栓钉连接的钢-UHPC组合板。设计并完成了不同抗剪连接程度的组合板的抗弯性能试验,分析了组合板试件破坏形态、极限承载力、刚度、裂缝发展规律和板端滑移,并与采用焊接栓钉的钢-UHP... 为提高钢-UHPC组合结构的延性,本文提出一种采用装配式栓钉连接的钢-UHPC组合板。设计并完成了不同抗剪连接程度的组合板的抗弯性能试验,分析了组合板试件破坏形态、极限承载力、刚度、裂缝发展规律和板端滑移,并与采用焊接栓钉的钢-UHPC组合板进行了对比分析,讨论了组合板试件的可拆卸性,最后对其极限抗弯承载力和抗弯刚度进行了理论分析并推导了计算公式。结果表明:装配式栓钉连接的钢-UHPC组合板破坏模式为纵向水平剪切黏结破坏;降低栓钉间距能提高组合板的协同变形能力,从而提高组合板结构的极限承载力、弹塑性阶段的刚度和裂缝控制能力;与采用焊接栓钉连接的钢-UHPC组合板对比,其在发生较大变形的情况下钢板和UHPC板仍然可较容易地拆卸分离;推导了装配式栓钉连接的钢-UHPC组合板的极限承载力计算方法和抗弯刚度计算公式,提出了抗弯刚度计算时应对UHPC板高度进行折减,折减系数(βU)在正常使用阶段建议为0.85,理论计算结果与试验结果吻合良好。本文研究成果可为采用装配式栓钉的钢-UHPC组合板的设计和应用提供理论依据。 展开更多
关键词 钢-uhpc组合结构 超高性能混凝土 装配式栓钉 受弯性能 受弯承载力 抗弯刚度
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常泰长江大桥组合索塔锚固结构钢-混传剪构造足尺模型试验研究 被引量:5
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作者 赵灿晖 王康康 +1 位作者 沈孔健 郑清刚 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期31-38,共8页
常泰长江大桥索塔锚固结构采用钢箱-核芯混凝土组合结构,为研究该新型组合索塔锚固结构钢-混传剪构造的受力特性,进行钢-混传剪构造足尺模型试验研究。制作2个锚固结构足尺节段试验模型,通过压剪试验研究锚固结构的荷载~滑移曲线及应力... 常泰长江大桥索塔锚固结构采用钢箱-核芯混凝土组合结构,为研究该新型组合索塔锚固结构钢-混传剪构造的受力特性,进行钢-混传剪构造足尺模型试验研究。制作2个锚固结构足尺节段试验模型,通过压剪试验研究锚固结构的荷载~滑移曲线及应力、应变分布等受力特性,并通过有限元模型分析锚固结构的传力机理和各组件的内力分配比例,推导剪力钉剪力计算方法。结果表明:在2.14倍单索最大索力荷载作用下,锚固结构保持弹性状态,钢壁板未产生明显滑移,钢-混界面最大滑移不超过0.25 mm,该锚固结构中钢-混传剪构造至少具有2.14倍的安全系数;荷载作用下,剪力钉剪力从上至下逐渐增大,锚腹板附近底部3排剪力钉剪力较大,钢-混传剪构造至少存在剪力钉和界面摩擦力2种传剪机制,钢-混传剪构造的承载能力显著提高;钢-混传剪构造受力过程分为粘结力传力阶段和局部滑移阶段,剪力钉剪力分布不仅与沿剪切方向长度分布有关,也与荷载的大小线性相关。 展开更多
关键词 斜拉桥 组合索塔锚固结构 -混传剪构造 荷载~滑移曲线 足尺模型试验 有限元法
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工字钢外包薄层UHPC组合梁抗剪性价比分析
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作者 范学明 周晓鹏 +1 位作者 叶小杭 赵坤 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期40-49,共10页
钢结构具有低碳环保、轻质高强和抗震性能卓越等多重优势,目前已经广泛应用在高层建筑、大跨度建筑和一些民用建筑;但是其固有的易发生屈曲、腐蚀以及成本较高等问题阻碍了钢结构的进一步应用。目前关于钢结构防屈曲和防腐蚀的措施会大... 钢结构具有低碳环保、轻质高强和抗震性能卓越等多重优势,目前已经广泛应用在高层建筑、大跨度建筑和一些民用建筑;但是其固有的易发生屈曲、腐蚀以及成本较高等问题阻碍了钢结构的进一步应用。目前关于钢结构防屈曲和防腐蚀的措施会大大提高结构的成本并对结构承载能力带来一定的负面影响。超高性能混凝土(UHPC)是一种基于最大堆积密度理论的新型纤维增强水泥基复合材料,具有较高的强度和较强的变形能力,并且在抗水渗透性、抗氯离子渗透性以及抗冻融性等耐久性方面有着优异的性能。如今UHPC已经广泛应用于各种结构的力学加固以及耐久加固之中。近期的研究工作表明,将钢结构与UHPC结合使用,可以有效地实现两者的优势互补,在发挥钢结构轻质高强优异特征的同时,极大地减缓了疲劳、腐蚀和失稳对钢结构的危害。该文研究了一种已经广泛投入使用的工字钢外包薄层UHPC新型组合梁,并通过Abaqus有限元软件进行仿真分析建立样本数据库。同时利用雷达图法提出组合梁抗剪性能和抗剪性价比综合评价指标,采用响应面-蒙特卡罗法,共设计4种响应面对组合梁腹板尺寸参数进行分析。分析结果表明,组合梁的抗剪性能与其性价比之间存在显著的正相关性。此外,随着工字钢腹板厚度的增加,抗剪性能和性价比先增加后降低,并在某一特定厚度处达到峰值。该研究对于优化工字钢外包UHPC组合梁的设计具有重要的工程意义。 展开更多
关键词 -uhpc组合 性价比 有限元仿真分析 雷达图法 响应面-蒙特卡罗法
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温度作用下钢-UHPC轻型组合桥面疲劳性能研究
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作者 秦世强 杨仁杰 +3 位作者 张忠财 魏智理 余丽辉 高立强 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 2024年第2期337-341,346,共6页
文中以宜昌长江大桥钢桥面加固改造工程为背景,通过有限元计算,分析不同温度作用下组合桥面疲劳易损细节的应力变化规律.结果表明:相比传统沥青钢桥面,钢-UHPC轻型组合桥面能够在不增加桥梁恒载情况下,降低疲劳细节应力幅值,改善钢桥面... 文中以宜昌长江大桥钢桥面加固改造工程为背景,通过有限元计算,分析不同温度作用下组合桥面疲劳易损细节的应力变化规律.结果表明:相比传统沥青钢桥面,钢-UHPC轻型组合桥面能够在不增加桥梁恒载情况下,降低疲劳细节应力幅值,改善钢桥面抗疲劳性能;不同温度作用下,相比传统沥青钢桥面,钢-UHPC轻型组合桥面各疲劳易损细节应力的降幅达15%~46%. 展开更多
关键词 桥梁工程 温度作用 疲劳评估 正交异性桥面板 -uhpc轻型组合桥面
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钢-UHPC轻型组合梁桥面板结构型式研究 被引量:16
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作者 吴佳佳 邵旭东 刘榕 《公路工程》 北大核心 2017年第4期76-81,101,共7页
提出了钢—UHPC轻型组合桥梁结构,以克服传统钢-混凝土组合结构桥梁混凝土桥面板的不足。(1)从基本力学性能和经济性方面对轻型组合梁和传统组合梁进行对比,表明轻型组合梁具有自重低,力学性能优越,施工方便快捷,全寿命经济效益显著等特... 提出了钢—UHPC轻型组合桥梁结构,以克服传统钢-混凝土组合结构桥梁混凝土桥面板的不足。(1)从基本力学性能和经济性方面对轻型组合梁和传统组合梁进行对比,表明轻型组合梁具有自重低,力学性能优越,施工方便快捷,全寿命经济效益显著等特征,具有较好的应用前景。(2)对等厚板、带纵肋桥面板、华夫桥面板3种结构型式的UHPC桥面板进行有限元分析,结果表明:华夫桥面板竖向位移最小,整体刚度最大;带纵(横)肋桥面板仅纵肋下缘纵向拉应力最大,只需在纵肋下缘配置纵向受拉钢筋;华夫桥面板方案横向拉应力峰值小于较带纵肋方案。(3)基于华夫桥面板方案开展了足尺条带模型试验,正负弯矩试验的初裂应力分别为19.4 MPa和9.1 MPa,华夫桥面板方案能够满足正常使用极限状态的裂缝限值。 展开更多
关键词 -uhpc轻型组合桥梁结构 等厚板 带纵肋桥面板 华夫桥面板 初裂应力
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钢-混凝土组合框架结构倒塌动力响应特征及参数分析
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作者 彭修宁 赵凯 邹新 《桂林理工大学学报》 北大核心 2024年第4期621-630,共10页
为研究钢-混凝土组合框架结构中一些参数对其倒塌动力响应特征的影响,用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立了11个组合框架子结构模型,并采用瞬时加载法模拟关键中柱的突然失效,分析不同参数下该类结构的位移响应曲线和损伤形态。结果表明:组... 为研究钢-混凝土组合框架结构中一些参数对其倒塌动力响应特征的影响,用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立了11个组合框架子结构模型,并采用瞬时加载法模拟关键中柱的突然失效,分析不同参数下该类结构的位移响应曲线和损伤形态。结果表明:组合梁跨高比、栓钉纵向间距、混凝土翼板宽度、板中纵筋配筋率、水平纵向约束和荷载大小都会显著影响结构的非线性动力反应;在悬链线效应开始作用后,混凝土翼板中部会产生因剪力滞后效应造成的纵向裂缝,应对关键节点两侧横向钢筋的受剪性能予以关注;以线弹性静力方法分析钢-混凝土组合框架的动力效应时可乘以1.7~1.8的修正系数,而以塑性铰破坏机制评估组合框架的静态极限荷载时可乘以1.02~1.17的修正系数以考虑结构的非线性动力倒塌特性。 展开更多
关键词 -混凝土组合结构 动力响应 连续倒塌性能 参数分析
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