【摘 要】
:
随着我国大跨度桥梁不断涌现,大型、超高的钢管贝雷式支架越来越频繁地被应用于桥梁建设中。而钢管支架和贝雷梁的稳定问题比较突出,是桥梁施工中的主要风险来源。目前在进行钢管贝雷式支架设计时,一般是把贝雷梁视为等效梁结构,忽视杆件的局部稳定对结构整体受力的影响,对贝雷梁的整体与局部破坏模式还未有全面的认识;而下部的钢管支架在计算时计算长度取值和横向连接还不规范,这些因素增加了钢管贝雷式支架应用的风险。因此
论文部分内容阅读
随着我国大跨度桥梁不断涌现,大型、超高的钢管贝雷式支架越来越频繁地被应用于桥梁建设中。而钢管支架和贝雷梁的稳定问题比较突出,是桥梁施工中的主要风险来源。目前在进行钢管贝雷式支架设计时,一般是把贝雷梁视为等效梁结构,忽视杆件的局部稳定对结构整体受力的影响,对贝雷梁的整体与局部破坏模式还未有全面的认识;而下部的钢管支架在计算时计算长度取值和横向连接还不规范,这些因素增加了钢管贝雷式支架应用的风险。因此有必要对钢管柱贝雷式支架的合理构造和设计方法展开研究,规避施工中风险,该研究成果具有一定的工程应用意义。主要研究内容如下:(1)基于贝雷销轴的精细化接触分析方法,建立了贝雷梁实体有限元模型,通过不同侧向支撑间距下的稳定分析,获得了结构的破坏模式及稳定承载力,进一步探究了缺陷对不同破坏模式下的稳定承载力影响。分析结果表明:销轴结构具有极大的安全储备,结构进入塑性阶段时的轴力远大于弦杆容许轴力。贝雷梁的侧向支撑间距对结构的失稳模式起决定性作用,当侧向支撑间距小于5m,结构发生局部失稳。当破坏模式为整体失稳时,结构的稳定承载力对整体缺陷较为敏感,而破坏模式为局部失稳时,弦杆的面外局部缺陷为主要影响因素。(2)在实体模型的基础上,建立了简化杆系有限元模型,通过不断加强贝雷梁各已失稳的杆件,得到贝雷梁各杆件的失稳模式和稳定承载力,并探究了支撑架布置形式对贝雷梁稳定承载力的影响。计算结果发现,贝雷梁各杆件的失稳顺序如下:首先是跨中段上弦杆发生面外失稳,其次是支点处竖杆发生面内失稳,最后为梁端处斜杆出现面内失稳。提取各类杆件的稳定承载力,换算而成的长度系数小于0.8。而同时布置竖向和横向支撑架后,贝雷梁发生的失稳模式为支点处竖杆出现面内屈曲失稳,此时单根梁的极限承载力远大于设计使用的容许弯矩。(3)采用弹塑性大挠度有限元法分析了边界条件、几何缺陷、侧向支撑间距、柱顶自由长度和横向连接系布置形式等因素对钢管立柱稳定承载力的影响。结果表明:柱顶自由是最不利的边界条件,在此边界条件下,钢管柱的极限承载力受整体缺陷影响大,而局部缺陷对结构的极限承载力影响程度与整体缺陷幅值呈负相关关系。侧向支撑间距和柱顶自由长度对结构稳定承载力的影响规律类似,当结构的柱顶自由长度和支撑间距小于4m后,稳定承载力的提升幅度就大大降低。对于多根钢管立柱,增大纵桥向的柱间距和布置纵桥向斜撑可改善结构的整体刚度和极限承载力。
其他文献
钢管对混凝土的套箍作用使钢管混凝土构件具有承载力高、塑性和韧性好等优点。在温差、混凝土收缩徐变、轴向压力等因素作用下,钢管和混凝土粘结界面会出现脱粘空隙,严重影响着钢管混凝土的受力性能。本文针对脱粘对钢管混凝土柱力学性能的影响开展试验研究、有限元模拟、参数分析和简化计算公式拟合,主要工作内容和结论有:(1)采用不锈钢片模拟脱粘缝隙的方法制作5根不同脱粘空隙厚度(Td)和脱粘弧长率的钢管混凝土短柱试
受扭性能是钢筋超高性能混凝土(Reinforced Ultra-High Performance Concrete,简称R-UHPC)结构和构件设计的重要内容,但目前相关的研究较少,亟需完善。本文开展了R-UHPC实心、空心矩形截面梁纯扭作用下和实心矩形截面梁在弯扭复合作用下的扭转性能研究,主要研究内容和结论如下:(1)以钢纤维掺量和配箍率为参数,开展了5根R-UHPC实心矩形截面梁纯扭试验。试验
本文提出了一种集成双圆锥软钢阻尼器和耗能墙板的多级耗能装配式框架结构体系,经合理设计该结构体系将实现多道抗震防线。在地震作用下阻尼器、耗能墙板先于主体框架依次屈服耗能,形成对主体框架的双重保护,延缓其塑性开展,使结构体系的安全性极大提高。本文采用数值模拟的方式,对该结构体系的力学性能、耗能规律、“阻尼器—墙—框架”的屈服和破坏顺序进行深入研究,主要研究内容和成果如下:(1)基于现有装配式框架、双圆
传统的冬季路面除冰雪方法易造成环境污染和路面结构损坏,利用导电混凝土的电热特性进行融雪除冰不仅高效环保,且路面耐久性高。鉴于此,本文采用抗拉强度高的钢纤维和具有多项优异特性的MWCNTs(多壁碳纳米管)作为导电介质,通过配合比设计,制备兼具良好电热特性与高力学强度的导电水泥基复合净浆与砂浆;基于导电模型试验,研究与材料电热性能提升相适配的升温模式,并基于融冰除雪应用情况提出技术建议。文主要研究内容
碱矿渣水泥(AAS)以其强度高、耐久性好且节能环保等优点获得国内外研究者的广泛关注,然而AAS结构的收缩开裂会缩短其使用寿命,这制约了AAS的推广应用。拉伸徐变可以松弛部分拉应力,降低结构开裂风险,但目前关于激发剂和镍渣替代率对AAS拉伸徐变影响的研究甚少。因此,本文以石灰和碳酸钠(摩尔比1:1)为复合激发剂制备AAS,研究生石灰掺量(Ca O/(Ca O+Ca(OH)2),质量比)(0、25%、
石膏质岩是一种常见的膨胀岩,具有膨胀时间长且膨胀压力不稳定的特点,给穿越该地层的隧道支护设计增加了难度。和其它让压支护相比,缓冲层复合支护体系具有能在整个运营期内持续让压的优点,因而更适合在石膏质岩隧道等长期大变形隧道中应用。但现有研究在缓冲层作用机理和缓冲层复合支护体系优化设计方面仍存在不足。本文以山西南吕梁山隧道病害段为依托,对缓冲层复合支护体系进行了系统研究。首先在三层厚壁圆筒模型理论推导的
现行的普通钢筋混凝土增大截面法加固墩柱自重增大较多,且不能从根源上解决耐久性问题。为此提出采用UHPC加固墩柱,其在相同的承载力加固效果下,混凝土总体用量可以大大减少,且能较好地解决耐久性问题。但该加固方法结合了两种混凝土材料,其受力特性和损伤机理较为复杂,极限状态和破坏模式不明确。因此,对提出的UHPC加固墩柱的受压性能进行试验研究,为该新型加固方法的设计提供试验和理论依据。主要研究工作和结论如
对装配式建筑结构而言,装配工艺及装配质量是其充分发挥承载力及抗震性能的关键。灌浆套筒连接作为装配式建筑构件的主要连接形式,在装配式建筑构件拼装施工中,施工工艺的差异以及复杂的现场施工环境,可能导致灌浆套筒内部出现不同程度的损伤,产生例如裂纹、脱空等质量缺陷,最终导致套筒连接效果不佳,威胁建筑主体安全。考虑到目前对于灌浆套筒连接质量尚无切实可行的无损检测方案,本文提出基于Lamb波时间反转法的灌浆套
在桥梁工程中,钢筋用量大、造价高,是影响工程成本的重要因素。但是,传统的路桥钢筋工程普遍存在钢筋原材利用率低、钢筋下料方案制定困难、浪费严重等现象。随着近几年建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)技术在国内的兴起与推广,结合以算据、算法、算力为支撑的智能技术,能有效提高国内建筑业的信息化与智能化发展水平。本文旨在将BIM技术与智能优化算法相结合,使用Re
单组分碱激发镍渣水泥作为一种新型绿色胶凝材料,有效解决镍渣的污染问题,提升镍渣利用价值,又能减少CO2排放与天然资源消耗,对保持镍行业的持续健康发展具有重要战略意义。目前碱激发镍渣水泥的研究主要集中在双组分的配比设计方面,但关于单组分碱激发镍渣水泥的氯离子渗透性方面研究较少。为此,本文通过试验研究了前驱物钙硅比、铝硅比、碱激发剂种类、Na2O当量、水胶比、球磨制度对单组分碱激发镍渣混凝土抗氯离子渗