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谈组合桥梁焊钉衔接件

点击数:69 发表时间:2021-01-17 09:14:56 焊钉,地脚螺栓,高强度螺栓,热镀锌螺栓
谈组合桥梁焊钉衔接件
  钢-混凝土组合梁一般由钢梁、混凝土桥面板及衔接件构成,在中等跨径桥梁中的使用非常广泛。在承当恒载及活载受力时,组合梁跨中钢梁受拉、混凝土桥面板受压,材料力学特性被有效利用。近几年来,跟着钢材价格走低,它的经济性也进一步凸显。在一些大跨径桥梁中,组合梁的使用也逐渐增多。
 
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典型的钢混凝土组合梁及其断面方式

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典型的钢混凝土组合梁及其断面方式
 
  衔接件是保证组合梁中钢与混凝土共同受力的要害。它包含多种类型,如胶结型、冲突型及机械型等。现代组合桥梁中大多选用机械型衔接件。这其中比较常用的便是焊钉与开孔板衔接件。
  
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                          焊钉衔接件                            

 开孔板衔接件
 
  焊钉充当钢-混凝土组合桥的衔接件时,身柄接受界面剪力,焊钉头约束界面别离,接受拉拔力。焊钉的损坏方式与周围混凝土的功能有关。一般来说,当焊钉根部周围混凝土强度较高时,焊钉根部易被剪断;反之焊钉发生变形,周围混凝土大范围损坏。
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     焊钉根部剪切损坏
        
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焊钉周围混凝土大范围损坏

  有关焊钉的研讨起始于上世纪30年代,50年代后期以来研讨成果很多呈现。这些研讨首要会集在焊钉的静力与疲惫功能等方面。现在国内外的设计规范根据这些已有的研讨成果给出了单个焊钉的抗剪承载力计算公式以及疲惫S-N曲线。
  美国里海大学Vest等人在上世纪50年代选用推出实验提出了焊钉抗剪承载力计算公式。上世纪60年代,Slutter和Fisher等人经过疲惫推出实验总结了焊钉的疲惫S-N曲线,并被美国AASHTO参考选用。80年代,日本大阪大学前田幸雄通总结了混凝土浇筑方向对焊钉疲惫寿数的影响。近年以来,韩国的Shim等人则研讨了焊钉距离对其疲惫功能的影响。Oeheler,Hanswille等人又别离总结了焊钉的疲惫抗剪刚度与承载力的退化特点。Jonshon,中岛章典、Feldmann等人研讨了疲惫荷载特性对焊钉疲惫功能的影响。

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焊钉推出实验设置

  在国内,相关高校及研讨机构的专家和学者们别离对混凝土特性(高强混凝土、高功能混凝土、砂浆、橡胶混凝土等)、腐蚀、疲惫等对焊钉的影响进行了实验研讨和数值模仿。同济大学桥梁工程系钢与组合结构桥梁研讨室也对焊钉衔接件进行了多年的研讨,苏庆田教授等研讨了活载布载方式对焊钉受力的影响。吴冲教授等研讨了当焊钉成群布设时群钉效应对焊钉受力的影响。刘玉擎教授等总结了混凝土强度及焊钉尺度对焊钉抗剪承载力的影响。徐晨副教授等研讨了轻量混凝土及钢纤维混凝土对焊钉静力与疲惫功能的影响,并尝试运用红外热成像等技能来对这种埋置于混凝土中的焊钉的疲惫损害进行检测评估。

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焊钉成群安置的群钉衔接件

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运用红外热成像技能对焊钉疲惫损害进行评估
 
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焊钉根部的疲惫损坏模式

  现在,国内外有关钢-混凝土组合桥的研讨首要会集于静力与疲惫功能,桥面板损害、界面承载力、腐蚀及修理加固等问题,有些已取得了丰盛的成果并使用于工程实践。另一方面,高功能组合结构体系的开发等也正在研讨当中。这其中习惯桥梁工业化制作技能的装配式组合梁因为可以明显减少桥梁施工对交通和环境等造成的影响而具有广阔的发展和使用空间。
  在预制混凝土桥面板装配式组合梁中,焊钉通常是被成群布设并埋置于预制板后浇孔中。群钉中焊钉距离相对狭窄,对受力发生晦气。现在在国内外的设计规范中针对群钉效应的详细条文还很缺乏。在实际设计中,往往经过增大群钉中焊钉的尺度或数量来进步安全充裕,确保衔接安全。但选用这种经验性的办法将可能呈现很多的焊钉或大尺度焊钉在相对狭窄的范围内进行焊接,对受焊的钢翼缘发生损害,对衔接件设计的合理性乃至结构的安全都将造成影响。怎么减少群钉效应对组合梁安全及耐久性发生的晦气影响,优化焊钉的设计是现在针对这种衔接件的首要研讨方向之一。

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预制桥面板装配式组合梁

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