局部腐蚀对圆钢管混凝土压弯构件力学性能影响的研究

来源 :华东交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:linlin0433
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
随着钢管混凝土拱桥在我国的公路和铁路交通运输行业中迅猛发展,已有部分钢管混凝土拱桥出现结构失效,甚至提前退出服役,钢材锈蚀已然成为威胁桥梁结构耐久性和安全性的主要影响因素。因此,有必要开展腐蚀对钢管混凝土结构力学性能影响的研究工作。考虑到拱肋腐蚀区域主要集中在拱脚处、肋拱与吊杆连接处和肋拱顶处,针对钢管混凝土拱桥服役过程中拱肋的受力状态,设计了考虑三种局部腐蚀类型(局部腐蚀区域分别位于试件端部、中部和两端)的圆钢管混凝土压弯构件进行试验研究,得到如下结论:(1)共进行了45个局部腐蚀圆钢管混凝土构件的压弯试验,试验参数包括腐蚀体积、腐蚀面积和腐蚀位置。分别对三种局部腐蚀类型试件进行了全过程分析。试验结果表明,三种局部腐蚀类型试件的破坏模态均为整体失稳破坏。对于局部腐蚀一端和局部腐蚀两端试件,弯曲破坏主要出现在腐蚀区域和未腐蚀区域交界处;对于局部腐蚀中部的构件,弯曲破坏出现在局部腐蚀区域中部。随着腐蚀体积的增大,三种局部腐蚀类型试件的极限承载能力均呈下降趋势;当腐蚀体积相同时,局部腐蚀两端类型构件的极限承载能力要高于其它两种类型。(2)在试验研究的基础上,利用有限元软件ABAQUS建立有限元模型进行数值分析。从荷载(N)-跨中挠度(um)关系曲线和承载力两个方面着手,对比分析了模型计算结果与试验结果,验证了有限元模型的准确性,为后续试验研究及有限元计算提供借鉴。基于有限元计算结果,深入研究分析了三种局部腐蚀类型圆钢管混凝土偏压试件在受力过程中钢管与混凝土荷载分担力、钢管对核心混凝土的侧向约束力、以及应力分布情况的变化规律。(3)基于试验结果和有限元模型计算结果,提出局部腐蚀圆钢管混凝土与普通圆钢管混凝土偏压构件的承载力折减关系式,建议了局部腐蚀圆钢管混凝土构件偏压承载力计算公式,公式计算结果和试验结果吻合度较高,证实了公式的准确性;通过对不同钢材强度等级、混凝土强度、偏心率、钢管壁厚以及长细比的钢管混凝土偏压构件进行参数分析,验证了公式的适用性。该公式可用于进行不同形式的钢管混凝土偏压构件承载力计算。
其他文献
昌栗高速公路沿线出露大量石炭系—三迭系煤系地层,在施工过程中由于边坡开挖后未及时采取防护措施,加上持续降雨入渗多处发生滑塌,严重影响了昌栗高速公路施工工期和未来运营安全。本文在对昌栗高速C11标段内煤系地层路堑边坡调查基础上,分析了影响煤系土边坡失稳风险因素,提出煤系土边坡风险评估模型,最后针对昌栗高速K213边坡开展了防护前后的风险评估,针对煤系土边坡失稳特点,提出治理方案,治理效果较好。论文主
随着经济发展,我国高速公路快速发展,中小跨径桥梁大量应用于高速公路中。中小跨径桥梁车辆荷载效应一般由重车决定,大量重载超载车辆直接威胁桥梁的安全运营。本文以三座相同跨径不同截面形式连续梁桥和五座相同截面形式不同跨径的中小跨径连续梁桥为研究对象,建立连续梁桥车桥耦合振动模型。分析重车荷载对中小跨径连续梁桥冲击效应影响。本文主要工作与结论如下:(1)基于ANSYS软件,建立了三座相同跨径不同截面形式、
盾构隧道受盾构机超挖作用、掘进姿态不佳、注浆不密实、浆液收缩、地下水冲刷等多种因素耦合影响,盾构管片背后常伴有空洞存在,导致该处地层抗力消失,衬砌受偏压作用,引起管片应力重分布,空洞边缘位置衬砌易出现应力集中,这可能引发管片开裂、破损掉块、渗漏水等病害,在很大程度上降低了管片的安全性及耐久性。为此,本文以管片背后存在空洞的地铁盾构隧道为研究对象,采用模型试验和数值模拟相结合的研究手段,分别就不同位
本文以南昌市洪都大道快速路改造工程三跨预应力混凝土连续刚构桥为研究对象,研究不同轴数重载汽车对桥梁振动响应影响。推导了不同轴数车辆模型振动方程,运用Midas和ANSYS分别建立桥梁有限元模型,分析了桥梁动力特性;基于车桥耦合振动理论,建立了单车和多车荷载作用下车桥耦合振动方程,采用传统Newmark-β数值积分方法,自编程序求解桥梁车致振动响应,分析车辆荷载对等截面低墩中小跨径连续刚构桥动力性能
作为桥梁结构体系的重要组成部分,桥梁水下结构的正常使用对桥梁结构的整体安全性具有非常重要的意义。桥梁水下结构所处环境复杂多变,因此导致的水下结构变位、承载力下降或损伤造成桥梁毁坏的例子不胜枚举。我国关于桥梁水下结构的研究开展相对较晚,其检测和评估工作更是匮乏,难以很好地用于工程实践。因此提出一套针对桥梁水下结构的检测和评定体系对于保障桥梁结构的安全是十分必要的。本文针对桥梁水下结构检测和评估工作开
近年来,高速铁路在我国取得了跨越式发展,无砟轨道、无缝线路、大跨斜拉桥等得到了越来越广泛的应用。BIM(Building Information Molding)技术在高速铁路上的应用,改变了工程的建设模式,减少了资源浪费,提高了工程各参与方之间的协同性及工程建设效率。本文以某高速铁路大跨斜拉桥为研究对象,基于此对象进行了族库搭建、BIM模型自动构建、施工进度管理、复杂节点施工模拟、工程量统计等应
连续刚构桥是一种组合体系结构,具有变形小,行车舒适性高,内力分布合理,跨越能力强等优点,在桥梁中有广泛应用,已发展成为公路桥梁极具代表性的桥型之一,但车桥耦合振动方面的研究还比较少,因此,研究公路大跨连续刚构桥车致振动响应问题十分必要,其动力响应分析也受到桥梁工程界比较大的关注。本文以中山市横二线东段鸡鸭水道大桥为研究对象,建立了车-刚构桥耦合动力分析模型,编制了基于模态综合法和Newmark-β
钢结构因具备诸多优点而被广泛使用于桥梁建设中。但由于长期服役于交变荷载下,钢结构易发生疲劳破坏,严重影响桥梁结构安全。对于存在腐蚀介质、火灾高温等的复杂环境中,理论上就更加难以准确预估钢桥的剩余疲劳寿命。焊接接头作为钢桥最主要的连接方式之一,在实际工程中多处于复杂环境和交变荷载的耦合作用中,因而开展复杂环境与应力场作用下钢桥焊接接头疲劳性能的研究就很有必要。本文以母材为Q420q D高强钢的两种不
随着高速列车的发展,车速不断上升,人们的移动更加方便。但是,随着轨道交通的发展,带来了一些新的问题。高速列车在桥上运行时,会产生桥梁结构噪声。这个噪声属于低频噪声,对身体的生理健康、反映时间和语言识别等能力有很多影响。声品质是声环境的重要标准,本文着重关注铁路交通箱梁结构的声品质,首次对箱梁结构噪声进行声品质评价。通过声场的模拟来研究噪声物理属性,通过主观试验,来记录分析人的主观感受,从而更好的从
中空夹层钢管再生混凝土柱-钢梁节点继承了中空夹层钢管混凝土构件的自重轻、抗弯能力好等优点。虽然中空夹层钢管再生混凝土节点的连接构造可以借鉴实心钢管混凝土节点,但是两者之间有明显不同之处。相比实心钢管混凝土节点,中空夹层钢管混凝土节点的区别主要在内管的尺寸(可在柱截面空心率中体现)和内力的传递方式。若将内管与梁连接,节点的整体性好,但施工特别复杂、且可能造成较大的焊接残余应力。若内管与梁没有连接,试