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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》 北大核心 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组合结构桥梁研究进展 被引量:15
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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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钢-UHPC组合结构新型剪力件的抗剪性能 被引量:7
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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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钢-UHPC组合梁负弯矩区抗裂性能试验研究 被引量:1
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作者 李立峰 彭浩 +2 位作者 邹德强 黄心仪 李凌霄 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期15-25,共11页
为解决钢-混凝土组合连续梁负弯矩区桥面板的开裂问题,提出了采用超高性能混凝土(UHPC)代替负弯矩区桥面板的部分普通混凝土(NC),利用UHPC超高的力学性能解决负弯矩区桥面板的开裂问题,对其抗裂性能进行研究;设计并完成了3片钢-UHPC组... 为解决钢-混凝土组合连续梁负弯矩区桥面板的开裂问题,提出了采用超高性能混凝土(UHPC)代替负弯矩区桥面板的部分普通混凝土(NC),利用UHPC超高的力学性能解决负弯矩区桥面板的开裂问题,对其抗裂性能进行研究;设计并完成了3片钢-UHPC组合梁负弯矩区抗裂试验,获得开裂荷载、跨中位移、裂缝宽度和应变等试验数据。结合国内外裂缝宽度计算公式,提出了简易的适用于钢-UHPC组合梁的桥面板裂缝宽度计算公式,并根据已有钢-UHPC组合梁文献的裂缝宽度试验数据,验证了提出的桥面板裂缝宽度计算公式的可靠性和适用性。结果表明:UHPC能提高组合梁负弯矩区的开裂荷载,具有抑制桥面板裂缝发展的能力,能明显提高桥面板负弯矩区的抗裂性能,有效解决负弯矩区桥面板的开裂问题;根据试验结果计算的名义应力均大于工程实际设计值,负弯矩区采用UHPC代替NC的结构具有优异的抗裂性能;建议组合梁负弯矩区UHPC纵向铺设长度宜为0.2L~0.25L(L为计算跨径),铺设厚度宜为60~70 mm。 展开更多
关键词 -uhpc组合 负弯矩区 抗裂性能 裂缝宽度
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钢-UHPC组合桥面纤维网格湿接缝静力弯曲抗裂性能研究
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作者 朱劲松 李佳凝 +1 位作者 丁婧楠 孙雅丹 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第7期751-760,共10页
针对钢-超高性能混凝土(UHPC)组合桥面在实际工程中UHPC接缝界面因基体及钢纤维不连续导致局部抗拉性能下降这一问题,提出新型纤维网格湿接缝构造.为探究该新型构造的力学性能和抗裂性能的优越性,将其与规范中的异形加强钢板湿接缝、矩... 针对钢-超高性能混凝土(UHPC)组合桥面在实际工程中UHPC接缝界面因基体及钢纤维不连续导致局部抗拉性能下降这一问题,提出新型纤维网格湿接缝构造.为探究该新型构造的力学性能和抗裂性能的优越性,将其与规范中的异形加强钢板湿接缝、矩形湿接缝、平直湿接缝进行对比分析.对上述4种湿接缝构造的组合桥面进行负弯矩静力弯曲抗裂性能试验研究和数值模拟,分析试件破坏过程、裂缝开展过程、荷载-挠度关系及应变分布.结果表明:湿接缝局部构造的改变不足以影响试件整体弯曲刚度及承载力;纤维网格湿接缝、异形加强钢板湿接缝、矩形湿接缝构造的初裂荷载相较于平直湿接缝分别提高了117.0%、57.0%和3.7%,纤维网格湿接缝抗裂性能最佳;数值分析得到4种湿接缝最大裂缝宽度分别为0.236 mm、0.275 mm、0.243 mm和0.510 mm;纤维网格湿接缝构造可有效延缓裂缝宽度的发展. 展开更多
关键词 -uhpc组合桥面 湿接缝 静力负弯矩试验 纤维网格 抗裂性能 有限元模拟
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界面不同抗剪连接钢-UHPC组合梁的受弯性能
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作者 方志 周楚钰 +3 位作者 洪金圣 徐海波 张海兵 汪建群 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期61-74,共14页
为明确界面抗剪连接的不同布置对钢-超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)组合梁受弯性能的影响,完成了3根界面栓钉不同布置的钢-UHPC组合梁受弯性能的试验研究,提出了基于截面纤维模型的钢-UHPC组合梁受弯性能非线性... 为明确界面抗剪连接的不同布置对钢-超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)组合梁受弯性能的影响,完成了3根界面栓钉不同布置的钢-UHPC组合梁受弯性能的试验研究,提出了基于截面纤维模型的钢-UHPC组合梁受弯性能非线性分析方法并编制了相应计算程序且以试验结果验证了方法和程序的适用性,并用其分析了集束度和剪力连接度对钢-UHPC组合梁受弯性能的影响.结果表明:1)对于集束度γ≤0.5和γ=1的钢-UHPC组合梁,其临界剪力连接度分别为0.9和0.74;2)钢-UHPC组合梁的弹性抗弯刚度随着剪力连接度的增加而增加,随着集束度的增加而降低;3)剪力连接度对钢-UHPC组合梁的抗弯承载能力和延性系数影响显著,集束度γ=1时组合梁的延性系数明显增大,但集束度γ≤0.5时,其延性系数基本不再受集束度的影响;4)对于完全剪力连接组合梁,极限状态时界面的剪力分布随剪力连接度的增大而越趋于不均匀,但集束度对极限状态时界面的剪力分布影响较小.钢-UHPC组合梁的集束度γ不应大于0.5,剪力连接度η不宜小于1.0. 展开更多
关键词 超高性能混凝土(UHPC) -uhpc组合 剪力连接度 集束度 受弯性能
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装配式钢内芯-UHPC组合空心柱抗震性能研究
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作者 邵旭东 赵相如 +2 位作者 伍隋文 邵宗暄 何广 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期1-16,共16页
为适应新型钢-UHPC拱桥的跨越能力、加快施工进度、减轻拱上建筑自重和造价,本文提出了一种新型装配式钢内芯-UHPC组合空心柱以及相应的插承式节点连接构造.新型柱由空心钢内芯与外部UHPC薄壁层组成,钢内芯可作为UHPC层的内模,同时提供... 为适应新型钢-UHPC拱桥的跨越能力、加快施工进度、减轻拱上建筑自重和造价,本文提出了一种新型装配式钢内芯-UHPC组合空心柱以及相应的插承式节点连接构造.新型柱由空心钢内芯与外部UHPC薄壁层组成,钢内芯可作为UHPC层的内模,同时提供额外的耗能.介绍了新型立柱及其与承台间连接构造的概念设计,通过设计2∶5的立柱缩尺模型,采用原桥初步设计中最不利轴压比(0.24)进行拟静力试验,研究该立柱的破坏模式、预制立柱界面处连接性能、位移延性、耗能能力、刚度退化、残余变形、曲率分布和钢板应变等.试验结果表明:试件为弯曲破坏模式,具体为柱底塑性铰区域钢筋钢板屈服,UHPC薄壁层压溃,但节点连接处保持完好,预制与后浇UHPC界面未见裂缝,表明提出的新型装配式连接构造是可靠的.此外,试件具有较高的等效阻尼比,但试件位移延性稍显不足,主要归因于试验模型钢内芯钢板厚度与UHPC薄壁层厚度不匹配,此外,高轴压比(0.24)也是潜在原因.其次,基于试验结果验证了有限元模型,并对原型柱开展参数分析,计算结果表明,新型柱随着轴压比的增加,延性降低,轴压比在0.05~0.20范围内,原型柱延性系数均接近或大于3.本研究成果可为后续钢内芯-UHPC立柱的设计与应用提供基础. 展开更多
关键词 内芯-uhpc组合 拱桥 抗震性能 拟静力试验 承插式连接
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钢-UHPC组合桥面铺装长期性能及退化成因分析 被引量:1
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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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采用装配式栓钉的钢-UHPC组合板的抗弯性能 被引量:1
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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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工字钢外包薄层UHPC组合梁抗剪性价比分析 被引量:1
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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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型钢-UHPC轻型组合桥面板及其抗弯性能研究 被引量:8
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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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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:6
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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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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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新型可拆卸式钢-UHPC组合板的抗弯性能 被引量:2
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作者 古金本 王俊颜 陆伟 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期84-92,共9页
为探究钢-薄层超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)轻型组合桥面体系在局部轮载下的抗弯性能,设计并开展了4块基于高强螺栓连接的可拆卸式钢-UHPC组合板的四点弯曲试验,研究了钢板类型、抗剪连接件间距对可拆卸式钢-U... 为探究钢-薄层超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)轻型组合桥面体系在局部轮载下的抗弯性能,设计并开展了4块基于高强螺栓连接的可拆卸式钢-UHPC组合板的四点弯曲试验,研究了钢板类型、抗剪连接件间距对可拆卸式钢-UHPC组合板的破坏模式、荷载-挠度曲线、界面相对滑移、裂缝宽度、截面应变分布等影响规律,研究结果表明:在正弯矩荷载作用下,采用Q355钢板的组合板的破坏模式为高强螺栓被剪断,而采用负泊松比(negative Poisson’s ratio,NPR)钢板的组合板的破坏模式为部分高强螺栓被剪断、部分预埋带垫加长螺母被拔出、UHPC板由于失稳大面积压溃等;在相同的高强螺栓间距下,采用NPR钢板的组合板的板端相对滑移较小,说明NPR钢板有效延缓并限制了钢板与UHPC板的相对滑移,从而提升两者的协同变形能力,继而提高组合板的抗弯刚度及承载力等;由截面应变分析可知,由于NPR钢板的负泊松比效应、高刚度、高屈服强度,整个加载过程NPR钢板与底部UHPC层的拉应变保持着应变协调性,随着荷载的增大截面塑性中和轴的上移幅度可忽略不计。因此,在采用NPR钢板提升钢-UHPC组合板抗弯性能的前提下,应使UHPC厚度与NPR钢板的性能进行匹配,充分发挥两者的材料性能,避免失稳破坏先于UHPC材料强度破坏。 展开更多
关键词 -uhpc组合 抗弯性能 负泊松比 相对滑移 协同效应
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可滑动钢锚箱组合索塔锚固结构力学性能试验研究 被引量:2
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作者 孙迎春 张育智 +2 位作者 谭珂 赵灿晖 舒本安 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期86-92,共7页
佛山富龙西江特大桥4~26号斜拉索塔上锚固采用可滑动钢锚箱组合索塔锚固结构,为掌握这种新型索塔锚固结构的力学性能,开展1∶2缩尺模型试验,对滑动副的工作性能、钢锚箱和混凝土塔柱应力状态、钢锚箱与混凝土塔柱间竖向相对滑移量、斜... 佛山富龙西江特大桥4~26号斜拉索塔上锚固采用可滑动钢锚箱组合索塔锚固结构,为掌握这种新型索塔锚固结构的力学性能,开展1∶2缩尺模型试验,对滑动副的工作性能、钢锚箱和混凝土塔柱应力状态、钢锚箱与混凝土塔柱间竖向相对滑移量、斜拉索索力传递路径及混凝土塔壁裂缝的发展规律进行研究。结果表明:镜面不锈钢与双组份石墨烯改性氟碳漆涂层组成的滑动副摩擦系数为0.055,适合作为可滑动钢锚箱的滑动副;钢锚箱侧拉板在斜拉索索力作用下处于拉、弯、剪复合受力状态,最大应力为150 MPa,应力水平较低,混凝土塔柱顺桥向最大拉应力仅为0.57 MPa,即使不设预应力也无开裂风险;钢锚箱与混凝土塔柱间的竖向相对滑移量很小,二者间连接可靠,能够很好地共同承受竖向索力;滑动端锁定前,竖向索力几乎全部由钢锚箱的固定端通过剪力连接件传递给混凝土塔柱,水平索力几乎全部由钢锚箱承担,滑动端锁定后,斜拉索索力增量由钢锚箱与混凝土塔柱共同承担;加载至2.5倍标准组合索力过程中,结构依次出现竖向裂缝和水平裂缝,所有裂缝宽度均较小,最大宽度仅0.2 mm。 展开更多
关键词 斜拉桥 组合索塔锚固结构 滑动副 可滑动锚箱 混凝土塔柱 索力传递路径 裂缝 模型试验
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PBL键钢芯板混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究及承载力设计方法
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作者 涂庭婷 吴函恒 +2 位作者 王辰 党世杰 隋璐 《地震工程与工程振动》 北大核心 2025年第4期200-212,共13页
为拓展开孔板(perfobond leiste,PBL)剪力连接键的应用范围,该文设计了1个型钢混凝土组合剪力墙试件和4个PBL键钢芯板混凝土组合剪力墙试件,进行低周往复加载试验,系统研究各试件的破坏机制和抗震性能。研究结果表明,剪力墙在水平荷载... 为拓展开孔板(perfobond leiste,PBL)剪力连接键的应用范围,该文设计了1个型钢混凝土组合剪力墙试件和4个PBL键钢芯板混凝土组合剪力墙试件,进行低周往复加载试验,系统研究各试件的破坏机制和抗震性能。研究结果表明,剪力墙在水平荷载作用下的破坏模式可分为弯曲破坏和弯剪破坏两类。墙体高宽比、钢芯板配置及PBL键的布置方式是影响破坏模式的重要因素。PBL键可确保钢芯板与混凝土协同工作性能完好,此外增设钢芯板可提高墙体的承载能力。剪力墙的承载力随高宽比的增大而减小,PBL键竖向布置优于PBL键横向布置。基于欧洲规范EN 1994-1-1:2004中建议的型钢混凝土柱压弯承载力设计方法,提出了PBL键钢芯板混凝土组合剪力墙的压弯承载力设计公式。经过对比验证,设计公式可准确计算大高宽比试件的压弯承载力。 展开更多
关键词 -混凝土组合结构 组合剪力墙 PBL剪力键 低周往复加载试验 承载力设计方法
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采用支点位移法施工的斜拉桥钢-UHPC组合梁受力分析 被引量:4
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作者 李利军 张国民 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期64-69,共6页
为了解采用支点位移法施工对大跨度斜拉桥钢-UHPC组合梁负弯矩区力学性能的改善情况,以主跨442 m的沾临高速公路黄河特大桥主桥为背景,采用MIDAS Civil软件建立主桥三维有限元模型进行受力分析。计算无应力索长及成桥状态钢-UHPC组合梁... 为了解采用支点位移法施工对大跨度斜拉桥钢-UHPC组合梁负弯矩区力学性能的改善情况,以主跨442 m的沾临高速公路黄河特大桥主桥为背景,采用MIDAS Civil软件建立主桥三维有限元模型进行受力分析。计算无应力索长及成桥状态钢-UHPC组合梁线形,并在二者保持不变的基础上,分别对采用、未采用支点位移法施工的钢-UHPC组合梁成桥及运营状态下的弯矩、梁底应力、UHPC桥面板顶(底)缘应力进行对比分析。结果表明:相比于未采用支点位移法,采用支点位移法施工的钢-UHPC组合梁斜拉桥可减小或者消除辅助墩处组合梁的负弯矩,显著增加辅助墩处负弯矩区UHPC桥面板的压应力储备,达到施加预应力的效果,显著改善了负弯矩区钢-UHPC组合梁的力学性能,应用效果良好。 展开更多
关键词 斜拉桥 -uhpc组合 支点位移法 无应力索长 成桥线形 力学性能 有限元法
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装配式波形钢腹板-UHPC组合梁抗弯试验研究 被引量:2
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作者 姜开明 宋启港 +2 位作者 周剑 吕长荣 王阳春 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期64-71,共8页
为了解装配式波形钢腹板-超高性能混凝土(UHPC)组合梁的抗弯性能,以某装配式工字钢-混组合梁桥为背景,按缩尺比1∶10制作波形钢腹板-UHPC组合梁、平钢腹板-UHPC组合梁、波形钢腹板-普通混凝土(NC)组合梁各1组进行三点弯曲试验,分析腹板... 为了解装配式波形钢腹板-超高性能混凝土(UHPC)组合梁的抗弯性能,以某装配式工字钢-混组合梁桥为背景,按缩尺比1∶10制作波形钢腹板-UHPC组合梁、平钢腹板-UHPC组合梁、波形钢腹板-普通混凝土(NC)组合梁各1组进行三点弯曲试验,分析腹板形式、桥面板强度对组合梁负弯矩区破坏形式、裂缝分布规律及极限抗弯承载力的影响,并提出适用于波形钢腹板-UHPC组合梁的负弯矩区极限抗弯承载力计算方法。结果表明:3组试件均呈典型的受弯破坏特征;UHPC板裂缝分布细而密,NC板裂缝分布宽而粗;相比平钢腹板,波形钢腹板可提高组合梁桥面板的开裂荷载;波形钢腹板-UHPC组合梁的下翼缘板受压应变强化效应较平钢腹板-UHPC组合梁更加显著,二者负弯矩区极限抗弯承载力接近;桥面板采用UHPC相比NC开裂荷载可提高1倍,且初始抗弯刚度可提高43%;相比塑性屈服理论,所提出的波形钢腹板-UHPC组合梁负弯矩区极限抗弯承载力计算方法计算的极限抗弯承载力与试验值更接近,可以用于工程估算中。 展开更多
关键词 装配式梁桥 工字-混组合梁桥 波形腹板-uhpc组合 负弯矩区 开裂荷载 抗弯承载力 刚度 三点弯曲试验
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大跨径简支钢-LUHPC组合梁桥主梁设计
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作者 詹建辉 魏奇芬 +1 位作者 彭晓彬 杨灿 《桥梁建设》 北大核心 2025年第2期116-122,共7页
新港高速双柳长江大桥两岸跨堤桥为大跨(跨径100 m)、重载(8车道)简支梁桥。结合桥位处的实际情况和该桥结构特点,提出钢箱梁、钢-混组合梁和钢桁梁3种主梁结构型式方案并进行比选,综合考虑结构性能、施工技术难度、耐久性与维护、景观... 新港高速双柳长江大桥两岸跨堤桥为大跨(跨径100 m)、重载(8车道)简支梁桥。结合桥位处的实际情况和该桥结构特点,提出钢箱梁、钢-混组合梁和钢桁梁3种主梁结构型式方案并进行比选,综合考虑结构性能、施工技术难度、耐久性与维护、景观效果和造价,推荐采用钢-混组合梁方案。基于优化施工工艺、提高结构耐久性和经济性等方面考虑,跨堤桥最终采用具有抗扭刚度大、稳定性好、受力均匀、养护便利等优点的“单箱双室槽形钢箱梁+混凝土桥面板”断面。槽形钢箱梁高3.755 m(不含底板厚度);从力学性能、施工和易性及经济性等方面综合考虑,跨堤桥钢-混组合梁桥面板采用钢纤维掺量为2%的LUHPC材料,桥面板厚20.0 cm;在钢箱梁上翼缘板、横梁上翼缘板均布剪力钉,形成钢-LUHPC组合梁。跨堤桥湿接缝采用T形接缝构造以对湿接缝界面进行强化处理。对钢箱梁和桥面板进行结构静力分析,结果表明:钢箱梁承载力、桥面板承载力和抗裂性能均满足要求。跨堤桥采用工厂化大节段整体预制,在桥位上仅需通过梁段间横向湿接缝成桥的专项施工方案。 展开更多
关键词 简支梁桥 -LUHPC组合 槽形梁 桥面板 剪力钉 湿接缝 方案比选 结构设计
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钢-UHPC组合桁式拱桥拱肋与腹杆节点性能试验研究 被引量:9
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作者 邵旭东 陈玉宝 +2 位作者 何广 赵旭东 王洋 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期54-66,共13页
钢-UHPC组合桁式拱桥的提出,有望解决特大跨径拱桥造价高、难以施工等难题。对1000m钢-UHPC组合桁式拱桥拱肋与腹杆关键节点的受力性能进行了研究,计算表明,在荷载基本组合作用下节点拉、压杆的轴力均超过10000kN,为保证节点处钢和UHPC... 钢-UHPC组合桁式拱桥的提出,有望解决特大跨径拱桥造价高、难以施工等难题。对1000m钢-UHPC组合桁式拱桥拱肋与腹杆关键节点的受力性能进行了研究,计算表明,在荷载基本组合作用下节点拉、压杆的轴力均超过10000kN,为保证节点处钢和UHPC两种材料牢固结合,通过节点受力分析和优化研究,提出了一种带混合连接件钢接头的UHPC箱型拱肋与钢腹杆新型节点连接构造。对最不利受力的节点制作了1∶5缩尺模型,不考虑箱型拱肋底板和腹板对节点受力的贡献,开展了平面三向加载试验和抗拔试验。试验结果表明:平面三向加载试验中节点的破坏模式为UHPC拱肋一侧开裂,另一侧压溃,但节点连接保持完好;抗拔试验中节点的破坏模式为UHPC拱肋沿钢接头的轮廓剪切破坏;平面三向加载试验中,钢腹杆的极限荷载是设计荷载的2.72倍,且UHPC拱肋的名义开裂应力为13.36MPa,是设计应力的1.85倍,表明节点的承载能力和抗裂性能满足设计要求;钢接头与UHPC拱肋结合面的抗剪性能和抗拔性能满足正常使用极限状态和承载能力极限状态的要求。 展开更多
关键词 特大跨径拱桥 拱肋与腹杆节点 钢-uhpc组合结构 平面三向加载试验 抗拔试验
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