【摘 要】
：
在国家自然科学基金项目“山区装配式混合结构桥梁的设计理论与智能化建造方法”（U20A20312）的资助下,为探究预制装配式钢-混组合梁的动力性能以及剪力键布置对其动力性能的影响,开展了装配式钢-混组合梁动力试验,提出了考虑非连续剪力连接的装配式组合梁动力特性理论计算方法,利用ABAQUS有限元软件开展了装配式组合梁结构动力特性数值模拟,分析了剪力键布置参数对装配式组合梁动力性能的影响规律。本文的主
【基金项目】
：
国家自然科学基金项目“山区装配式混合结构桥梁的设计理论与智能化建造方法”（U20A20312）；
论文部分内容阅读
在国家自然科学基金项目“山区装配式混合结构桥梁的设计理论与智能化建造方法”（U20A20312）的资助下,为探究预制装配式钢-混组合梁的动力性能以及剪力键布置对其动力性能的影响,开展了装配式钢-混组合梁动力试验,提出了考虑非连续剪力连接的装配式组合梁动力特性理论计算方法,利用ABAQUS有限元软件开展了装配式组合梁结构动力特性数值模拟,分析了剪力键布置参数对装配式组合梁动力性能的影响规律。本文的主要研究内容与结论如下:1.开展了一组预制-装配式钢混组合梁自振特性及动力响应试验研究,分析得到试验梁的各阶频率以及振型,为装配式钢-混组合梁的理论研究提供了重要的试验依据;进行了试验梁简谐荷载加载试验,得到不同荷载特性的荷载作用下试验梁动力响应,试验结果表明:试验梁跨中动挠度主要受静态荷载分量和荷载幅值的影响;跨中加速度主要受荷载频率和荷载幅值的影响;端部滑移主要受静态荷载分量和荷载幅值的影响。2.考虑装配式组合梁非连续剪力连接的特点,将装配式组合梁划分为交替出现的有剪力连接段和无剪力连接段,分别基于经典动力学理论和Rayleigh-Ritz法理论,推导了适用于装配式组合梁的动力特性计算方法。将理论计算值与试验实测值进行对比,结果表明,两者结果吻合良好,验证了本文理论算法的正确性,为装配式组合梁的动力理论分析方法提供了新思路。3.建立了典型装配式钢-混凝土组合梁数值模型,分析得到了组合梁的多阶自振频率及振型,对比分析了数值模拟、试验实测及理论计算值,表明三种结果的吻合度较高,说明数值模型可以较好地反映出梁的动力特性。4.开展了集束度、不均匀度、剪力连接度以及剪力键刚度四个剪力键布置参数对装配式钢-混组合梁自振特性的影响研究,结果表明:（1）集束度、不均匀度以及剪力键刚度的变化不会影响振型顺序,而剪力连接度低于0.1时会对其产生影响。（2）竖弯和扭转频率随着集束度的增大而减小,横弯频率无明显规律;不均匀度对自振频率的影响无明显规律;自振频率随剪力连接度和剪力键刚度的增大而增大。（3）四个参数对自振频率影响程度的大小为:剪力连接度＞剪力键刚度＞集束度＞不均匀度。5.开展了集束度、不均匀度、剪力连接度以及剪力键刚度四个参数对装配式钢-混组合梁动力响应的影响研究,结果表明:（1）组合梁的位移响应随集束度和不均匀度的增大而增大;随剪力连接度和剪力键刚度的增大而减小。（2）集束度超过0.25后,响应明显增大,集束度从0.250增大到0.333时跨中动挠度增加16.7%;剪力连接度低于0.4后,响应明显增大,剪力连接度从0.4降低到0.2时跨中动挠度增加56.7%;剪力键刚度低于0.1倍后,响应明显增大,剪力键刚度从0.1倍降低到0.01倍时跨中动挠度增加26.1%。（3）四个参数对动力响应影响程度的大小为:剪力连接度＞剪力键刚度＞集束度＞不均匀度。
其他文献
钢绞线作为重要受力构件被广泛应用于缆索支撑体系桥梁以及预应力混凝土桥梁结构当中。随着桥梁服役时间增长,钢绞线在疲劳、腐蚀、混凝土收缩徐变等多种因素的影响下张力水平不断下降,严重时甚至出现吊杆断裂、预应力混凝土梁开裂下挠等结构病害,严重威胁到交通运输安全。开展钢绞线张力水平状态的无损检测及剩余寿命评估是桥梁管养中不可或缺的重要环节。亚谐波是一种产生于固体界面动力学接触过程中的非线性超声成分,因此对于
采用延性抗震设计的桥梁,能力保护构件的设计是其重要的设计内容之一,但是我国在这方面的研究相对较少,参考文献也不多,关于能力保护构件设计的相关参数取值大多是借鉴美国规范,但是,我国桥梁与美国桥梁的结构形式和设计参数也存在较大差异,如我国常见的高墩桥梁,在美国就很少见。设计人员对能力保护构件设计和塑性铰设计如何合理匹配、最不利轴力的选取、能力保护构件计算流程等存在一些疑惑,如塑性铰设计过强,可能导致能
超浅埋小净距隧道处于软弱围岩地层中时,由于围岩强度低、隧道埋深小等特点,对隧道安全施工技术提出了严峻挑战,主要体现在以下几个方面:一是围岩软弱,强度低,受爆破振动影响,围岩失稳、坍塌等风险的概率增大;二是降雨入渗使围岩物理力学参数弱化,降低了岩体抗剪强度,从而造成一系列的工程事故。因此只有深入的对超浅埋小净距隧道软弱围岩变形特性及控制技术进行研究,才能有效避免隧道开挖过程中围岩失稳等现象,确保隧道
施工栈桥是在主体桥梁施工过程中充当的临时施工平台,为一些受恶劣环境影响而无法正常施工的桥梁提供了一种全新的施工辅助手段,因此具有重要的现实意义。然而,由于施工栈桥是一种临时性结构,它的结构稳定性及桥面高程通常较低,因此当栈桥受恶劣自然环境特别是洪水的影响时,往往面临着水毁失效的风险。目前现有规范没有针对施工栈桥所受水流力的单独说明,仅仅给出各种截面形式的桥墩在顺流向受到的流水压力标准值,且是依据静
基于声发射（Acoustic Emission,AE）现象能够动态、实时地感知材料内部的变化,使用声发射技术可以高效、快速地检测结构的损伤和状态。在精确定位声发射源的基础上,能将混凝土材料的力学物理量和声发射信号参数之间建立关系,从而为深入研究声发射技术提供坚实的支撑,因此混凝土结构中的声发射源定位研究意义重大。针对声发射源定位的关键参数与问题,本文提出基于小波包频带能量谱与时差修正的声发射源定位
随着对车桥耦合振动研究的不断深入和发展,桥梁结构在车桥耦合系统下的振动特性得到越来越多学者的关注。桥梁结构的随机振动与其他结构不同,由于车辆在桥梁上位置是不断变化的,所以桥梁各个位置处的动力响应是一个随时间而变化的非平稳随机过程。经过研究发现,桥梁的振动信号表现出强烈的非平稳特性。因此,为了分析桥梁振动信号的特性,本文基于车桥耦合系统,探究影响桥梁振动的因素,采用递归量化分析对这些因素下桥梁的振动
纤维增强树脂基复合材料（Fiber Reinforced Polymer-FRP）预紧力齿连接技术（Pre-Tightened Teeth Connection-PTTC）是一种多齿受力的连接方式,由于复合材料是一种脆性材料,不具备荷载重分布的能力,因此在接头传力的过程中会造成多齿之间荷载分配不均匀,当某个齿破坏则会导致整个接头破坏。因此现有的连接方式不能充分发挥复合材料接头的力学性能,这限制了复
钢管混凝土系杆拱桥传力明确,完美结合了钢材和混凝土各自的特点,施工较为方便,被广泛应用于城市跨河、山区跨越峡谷等大跨度桥梁。随着交通需求的日益增长,桥梁越来越宽,荷载等级不断提高的同时,跨度也在不断突破,其安全可靠性能备受关注,尤其作为大跨径结构,极限承载力成为研究的焦点问题之一。论文依托合江长江公路大桥作为背景工程,对其极限承载能力进行了一系列研究,明确了所选参数对极限承载能力的影响,并对多个参
随着我国经济水平的蓬勃发展和国家对建设交通强国的重视,我国的公路建设也逐渐完善。公路中桥梁因为其具有高程大、跨越水源和其他道路的特点,一旦车辆在桥梁上行驶时失控驶出将会产生较为严重的事故,因此桥梁护栏作为桥梁交通事故的最后一道防线,应在能保证车辆不会驶出的前提下尽可能的减小车辆的损伤。本文针对现有公路桥梁梁柱式护栏存在消能效果不佳、自身强度过高造成车辆或桥梁结构损伤以及初始安装和后期维护不便的缺陷
钢管混凝土拱桥因其跨越能力强、施工时可将空钢管作为模板以及良好的技术经济性等诸多优点,得到了广泛运用。然而,随着目前钢管混凝土拱桥跨径的逐渐增大以及交通形式的日益复杂,桥梁振动现象愈加明显。移动荷载会对桥梁产生冲击效应,增大桥梁的响应,通常用冲击系数来表示这种效应。虽然大量学者针对冲击系数进行了研究,但仍未达成共识。此外,实测冲击系数普遍大于规范冲击系数,因此有必要针对大跨径钢管混凝土拱桥冲击系数