慢行系统装配式钢桥摩擦型高强螺栓承载性能研究

来源 :广州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiertimer
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
慢行系统作为一种短距离绿色交通体系能很好地缓解城市交通问题,因而备受关注。近年来,中国钢铁产能、新型高强桥梁用钢研发技术的不断提高,以及绿色、可持续建造理念的普及,推动了装配化和模块化钢结构桥梁体系的迅猛发展。国内慢行交通装配式钢结构桥梁的研究尚处于起步阶段,其相关研究是目前设计和施工亟需解决的问题。摩擦型高强螺栓连接是装配式钢结构桥梁的一个重要连接构件,既有高强螺栓提前发生滑移、剪切破坏的事故时有发生。本文以摩擦型高强螺栓为研究对象,采用有限元数值模拟的方法,与规范采用抗剪承载力这一单一设计指标不同,针对四评价指标的高强螺栓摩擦性能进行了系统研究。论文的主要研究方法和研究结论如下:(1)通过建立的摩擦型高强螺栓实体模型,研究了规范现有三种不同直径高强螺栓摩擦性能抗滑移承载力、预紧力、钢板应力以及摩擦应力四评价指标的规律,并在此基础上,采用灵敏性评价方法,研究了不同设计参数对其摩擦性能的影响。研究表明高强螺栓抗滑承载力大小与螺栓直径呈正相关关系,预紧力损失量随螺栓直径增大而减小,但均在5%以内,滑移阶段钢板应力峰值较小,效率偏低,摩擦应力随高强螺栓直径增大,其摩擦阻力主要受零部件尺寸影响。灵敏性分析表明,摩擦型高强螺栓的抗滑承载力、预紧力、中板应力及摩擦应力四个性能指标主要受盖板厚度、中板厚度、孔径及螺帽直径四大参数的影响。(2)将代理模型方法引入到高强螺栓优化之中,利用优化算法对抗滑承载力、预紧力、钢板应力及摩擦应力四个模型进行了单目标和多目标优化设计。研究表明:摩擦型高强螺栓各性能之间相互影响,有较明显耦合性,对其进行单一性能目标优化容易陷入局部最优,高强螺栓结构的优化应为多目标优化问题。盖板厚度、中板厚度与螺栓直径大小关系在一定范围内,能使高强螺栓性能保持在较为优异的水平;孔径和螺帽直径最优取值与规范所规定取值一致。(3)在优化结果基础上,本研究利用计算机模拟技术结合既有研究成果确定了拼接截面抗力变异系数及荷载效应统计参数,进而采用可靠度设计的方法对慢行系统装配式钢梁高强螺栓拼接点截面承载力可靠性进行了研究。研究结果表明:考虑了随机变量离散性影响的高强螺栓抗滑承载力标准值相比规范计算值发生了一定程度折减,得到了钢板梁拼接点处高强螺栓抗力分项系数1.039,并据此提出了慢行系统装配钢结构桥梁摩擦型抗剪承载力设计值建议公式。本文基于慢行系统对高强螺栓抗力性能及分项系数的研究成果可为未来慢行交通装配式钢结构桥梁的研究及相关规范的制定提供一定的理论参考。
其他文献
随着社会文明的进步,室外工人的健康问题越来越受到人们的关注。极端热环境直接危害了室外工人的健康,对工作安全构成了威胁,降低工人的生产力。人体生理指标和热暴露时间的变化是评价极端热环境热安全的主要因素。因此,有必要确定人体生理指标、认知能力和热参数之间的关系,以准确预测和评价极端热环境下人体的热安全。2019年夏季,我们在广州地区的建筑工地进行了包括热参数测量在内的现场调查。获取了的热舒适调查、认知
本文针对某铅锌矿的实际工程需求,以高效利用超细粒级尾砂,降低附近环境压力,实现尾矿退库为目标,进行一系列的研究分析。前期通过查阅资料、实地考察等方式,研究学习国内外关于矿渣粉、超细粒级尾砂的最新研究成果,提出以矿渣粉-水泥体系胶结超细粒级尾砂的构想。通过对各种材料的物化性能分析,试验新型胶凝材料的凝结时间、强度以及流动性指标,并借助SEM微观分析,初步探索矿渣粉代替水泥的可行性。利用新型胶凝材料按
建筑外围护结构主要由屋面、外墙、门窗构成,建筑物向外界散失的途径中,屋面传热产生的能耗损失占建筑总能耗损失的25%-30%,屋面保温隔热技术是降低建筑能耗的重要措施。目前广泛使用的传统屋面保温隔热材料仍存在老化快、易燃烧、吸水率高等问题,亟需研发、应用新型保温材料,从根本上解决传统保温隔热材料的质量顽疾和安全隐患并提高其保温隔热性能。因此,本文以夏热冬暖地区典型城市广州为例,从实际应用角度开展采用
近年来,地聚合物混凝土(GPC)因为具有环保、耐高温和低成本等众多优点备受人们关注。然而与普通混凝土相比较,GPC自身存在凝结硬化时间短、脆性大、强度不稳定以及硬化浆体干缩性大等缺点,不满足施工技术提出的越来越高的要求。为了开发能够满足工程需求的地聚物基超高性能混凝土(UHPGC),本课题使用矿粉、粉煤灰、硅灰以及微硅粉作为UHPGC的胶凝材料,选择三种不同级配的砂子作为骨料,采用水玻璃以及氢氧化
传统抗震设计结构通过增强结构自身的刚度和承载能力来抵御地震作用,在结构遭遇中小地震作用时,结构安全性有冗余;遭遇超出预期的大地震作用时,结构安全性可能不足。消能减震技术通过在结构上布置各类阻尼器来消耗地震作用时输入结构的能量,进而降低结构的动力响应,保障结构的抗震安全。目前,阻尼器在工程减震控制领域已被广泛应用,但在中小地震作用下,结构响应较小,阻尼器无法充分发挥其耗能减震作用,因此国内外学者先后
随着我国城市化进程的加快,地下空间的开发利用也逐渐规模化、密集化。但地下空间的利用开发与周边复杂环境相互影响、相互制约。由于广州地区埋藏岩溶的存在,很容易发生围护结构成槽塌陷、基坑涌水、地面塌陷、周边环境的不均匀沉降等问题,造成人员伤亡、施工机械损坏,这样既增加了工期,又增加造价。针对以上问题,本研究通过三维有限元模拟方法研究岩溶地区基坑开挖引起周边响应进行系统性研究,主要研究内容和成果如下:(1
填埋场渗滤液的高氨氮特性使得传统生物处理工艺难以对其实现高效低耗脱氮。在氮素污染问题严重,总氮(TN)排放标准日趋严格的情况下,寻找高效低耗的生物脱氮技术势在必行。本研究以某渗滤液处理厂的工艺改造为依托,采用A/O-SBR+EGSB-A/O-MBR+NF组合工艺,开展对垃圾渗滤液进行达标处理中试试验,验证A/O-SBR+EGSB工艺实现短程硝化反硝化脱氮耦合其他工艺处理垃圾渗滤液的可行性。由于中试
为解决水资源匮乏问题,污水处理厂的提标改造已成为大势所趋。为寻找一种既高效、经济又绿色可持续的工艺以强化污水处理厂二级出水的深度脱氮处理,本课题研究了由丝瓜络耦合硫铁复合填料组成的反硝化滤柱强化处理硝酸盐的特性,分析了丝瓜络、硫和铁不同质量比和不同水力停留时间(HRT)下丝瓜络耦合硫铁复合填料反硝化滤柱的脱氮效率,对比分析单一丝瓜络填料反硝化滤柱和丝瓜络耦合硫铁复合填料反硝化滤柱的脱氮性能,并借助
本文对新型的预制盖梁进行了研究,论述其构造和原理,对预制盖梁壳内浇筑混凝土交界面采用插筋和混凝土抗剪键的不同构造措施的盖梁试件进行静载试验,在此基础上采用有限元分析软件对预制盖梁进行数值仿真分析。主要研究内容与成果如下:(1)对预制拼装技术的分类、应用和研究现状以及盖梁装配化进行了较为全面的总结。为研究预制和现浇两种不同连接方式力学性能的差异,设计并制作了两组试件,并在预制试件上设计了混凝土抗剪键
钢管混凝土(CFST)拱桥具有承载能力高、轻质大跨、施工方便以及造型优美等优点,在桥梁工程中和建筑工程中被广泛应用。但是随着其更多地应用在一些酸、碱、氯盐环境中以及一些沿海城市,使得外部钢管容易化学腐蚀,导致钢管混凝土拱桥的耐久性和承载力都有所下降,并且增加后期的维护成本。为了解决外部钢管的腐蚀问题以及研究GFRP对钢管混凝土拱结构承载力的提升效果,本文采用试验研究与有限元软件模拟相结合的方法,对