国家自然科学基金(51378405)
- 作品数：25 被引量：153H指数：8
- 相关作者：刘沐宇邓晓光张强卢志芳李倩更多>>
- 相关机构：武汉理工大学中铁大桥勘测设计院集团有限公司武汉市城建工程有限公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金湖北省自然科学基金国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程更多>>
- 港珠澳大桥组合连续箱梁模型试验研究被引量：8
- 2014年
- 以港珠澳大桥组合连续箱梁为研究背景,基于相似原理设计制作了2×8.5m的钢-混组合连续箱梁试验模型。根据实桥施工过程和运营荷载,对试验模型开展分级加载试验和有限元模拟。结果表明:正常运营和150%运营荷载下,集束式剪力钉和混凝土板连接良好,钢箱梁、混凝土板应变和挠度呈线性增长,且卸载回弹良好,表明钢-混组合连续箱梁桥受力安全储备高,结构整体性能好,值得推广应用。
- 刘沐宇毛玉东邓晓光徐镜张强卢志芳
- 关键词：港珠澳大桥钢-混凝土组合箱梁模型试验
- 弹性转动边界约束的组合梁腹板剪切屈曲分析被引量：9
- 2014年
- 采用里兹能量变分法构建剪切应力作用下考虑弹性转动约束边界的组合梁高腹板临界屈曲应力计算模型,基于弹性薄板理论分析混凝土桥面板、剪力钉、钢翼缘板结构特性、材料参数与边界弹性转动约束系数之间的关系,推导由剪力钉连接的钢-混组合翼缘板对腹板的弹性转动约束系数求解公式,通过与工字钢组合梁有限元模型及经典理论边界解的比较,验证了该理论计算模型的准确性,结果显示理论模型计算结果与有限元分析结果符合良好.
- 刘沐宇陈齐风张强
- 关键词：剪力钉
- 油罐车火灾下大跨径双层钢桁梁悬索桥高温力学性能被引量：9
- 2019年
- 为了确定大跨径双层钢桁梁公路悬索桥油罐车燃烧下的损伤破坏情况,以武汉杨泗港长江大桥为背景,利用火灾动力学软件FDS模拟桥梁上7种不同火灾燃烧场景,以此确定出桥梁最不利油罐车火灾热释放率函数增长模型及规模。建立双层公路悬索桥三维空间热分析模型,通过热分析确定油罐车在桥梁不同部位发生火灾时其三维空间瞬态温度场分布规律。通过热-结构耦合分析,掌握双层钢桁梁悬索桥吊索、加劲梁、桁架杆高温力学性能时变特征。结果表明:恒载+活载工况作用下,一辆油罐车在桥梁主跨跨中上层最外车道发生火灾36min时,吊索温度达到900℃以上,吊索应力增大到362.4MPa,达到高温下抗拉强度,此时吊索发生断裂破坏,吊索的破坏主要是由于高温下的抗拉强度退化造成,此场景下抗火救援的最佳时间在16min内;一辆油罐车在桥梁主跨跨中下层非机动车道发生火灾43min时,上层钢桁梁横梁腹板的临界屈曲应力系数降低到了1以下,上层钢桁梁火灾下率先会发生局部屈曲失稳而不是强度或位移破坏,此时抗火救援的最佳时间在20min内。
- 王莹王盼
- 关键词：温度场
- 弹性转动约束的钢-混组合梁腹板剪切屈曲试验研究被引量：5
- 2015年
- 基于里兹能量法与弹性板件理论推导钢-混组合梁腹板弹性转动约束系数χt计算公式与边界弹性转动约束的腹板剪切临界屈曲应力计算公式。由计算公式可知,钢-混组合翼缘弹性转动约束系数χt的主要影响因素为剪力钉的纵向间距s与横向间距li,且翼缘的弹性转动约束对腹板剪切临界屈曲应力有决定性影响。为验证弹性转动约束系数χt与腹板剪切临界屈曲应力计算公式,进行了一组7片钢-混组合梁试验,考察组合翼缘剪力钉布置的纵向间距s、横向间距li两个变量对腹板弹性转动约束系数以及临界屈曲应力的影响。通过对组合试验梁结果与该文理论方法计算的边界弹性转动约束的腹板临界屈曲应力结果进行比较,发现两种结果变化趋势一致,误差不超过11.6%,验证了之前提出的计算公式的正确性。
- 刘沐宇陈齐风张强
- 关键词：剪力钉模型试验
- 三塔斜拉桥主梁节段施工非线性稳定性分析被引量：15
- 2015年
- 针对传统的稳定性分析方法不能反映斜拉桥施工阶段各主梁节段的稳定性的问题,基于欧拉屈曲公式和斜拉桥几何非线性稳定分析理论,提出了一种考虑几何非线性的斜拉桥主梁节段稳定性分析方法,以武汉二七长江大桥为依托,对该三塔双索面半飘浮结合梁斜拉桥施工阶段各主梁节段的稳定性进行研究。采用MIDAS软件建立了该桥施工阶段全桥有限元模型,通过给单元施加轴力增量,反复迭代计算出主梁节段的有效长度和长细比,代入主梁节段的稳定性控制方程。结果表明：在最大双悬臂阶段时,中塔处主梁节段稳定性控制方程值为0.05-0.55,均满足规范要求,中塔支座处主梁节段是悬臂施工稳定性的关键控制部位。
- 邓晓光卢志芳李倩
- 关键词：斜拉桥结合梁有限元法稳定性分析
- 大跨径钢-混组合梁桥主梁负弯矩区腹板弯-剪弹性屈曲分析被引量：5
- 2015年
- 考虑翼缘弹性转动约束的腹板在弯、剪应力单独作用下的临界屈曲应力表达式可通过里兹能量法进行推导,然而在运用里兹能量法求解弹性转动约束边界下弯、剪复合作用的腹板临界屈曲应力时,会出现难以求解的复杂偏微分式。为掌握边界弹性转动约束的组合梁腹板在弯、剪复合作用下的屈曲特性,该文建立了考虑翼缘弹性转动约束的腹板有限元模型,分析腹板上、下边界弹性转动约束系数χ、弯剪应力比η、弯曲荷载应力梯度λ、宽高比γ等参数对腹板弯、剪复合屈曲的影响。根据有限元计算结果重新拟合弹性转动约束的弯、剪复合屈曲修正方程,与一个钢-混组合梁负弯矩区腹板屈曲试验结果比较,试验结果与修正曲线误差为2.5%。
- 陈齐风刘沐宇张强
- 关键词：腹板屈曲
- 大跨径悬索桥缆索抗火模拟方法被引量：9
- 2016年
- 利用有限元软件ANSYS建立武汉鹦鹉洲长江大桥全桥简化梁单元、关键部位实体单元的三维空间热-结构耦合有限元模型。研究结果表明:采用油罐车HCinc升温曲线计算获得火灾下悬索桥主跨跨中吊索破坏时间为24 min,破坏温度为481℃;通过吊索最高温度随硅酸铝防火层厚度变化的关系曲线,确定吊索外包防火层的厚度为1.0 cm,主缆外包防火层的厚度为0.5 cm。计算吊索不同高度截面处的温度场分布,当吊索截面温度小于破坏时的温度时获得吊索的火灾防护高度为8 m。为防止主缆最外层钢丝温度过高,获得主缆的火灾防护范围为距主跨跨中30 m和距边墩处15 m。
- 王莹刘沐宇
- 关键词：防护范围
- 预留灌浆孔螺栓锚头连接方式与试验研究被引量：1
- 2019年
- 提出一种由预留灌浆孔、连接钢筋、螺栓锚头和高性能灌浆材料组成的新型连接方式,即“预留灌浆孔螺栓锚头连接方式”。提出了预留灌浆孔螺栓锚头连接方式的锚固长度计算公式,并通过16个预留灌浆孔拉拔试验,研究了这种新型连接方式的连接性能和最小锚固长度。结果表明,预留灌浆孔螺栓锚头连接方式锚固性能可靠,设计的新型螺栓锚头构造合理,可以有效减小锚固长度,最小锚固长度为6.5d,与试验结果比较吻合,验证了文中提出的公式的正确性,为其在预制拼装桥梁工程中的应用提供了理论和试验依据。
- 刘沐宇程森赵佳迅张强
- 关键词：拉拔试验锚固长度
- 多车道荷载下组合梁斜拉桥疲劳性能分析
- 2017年
- 为了给大跨径钢-混组合梁斜拉桥抗疲劳设计提供依据,针对珠海某水道主航道桥,开展了多车道荷载下钢-混组合梁斜拉桥疲劳性能分析。首先建立全桥有限元模型,通过慢车道标准疲劳车移动荷载分析,获得最不利钢主梁、混凝土桥面板和斜拉索的具体位置。然后基于英国BS5400规范和Miner准则,考虑各车道的影响,获得了最不利钢主梁和斜拉索200万次等效疲劳应力幅以及混凝土桥面板的损伤度。结果表明:中跨455m处钢主梁和边跨ES3#斜拉索为疲劳关键部位,其运营期内200万次等效应力幅分别为61.03MPa和50.16MPa,均小于200万次疲劳破坏应力幅;塔梁结合处混凝土桥面板的疲劳损伤度为5.27×10-8,远小于1,均满足设计要求。研究成果对大跨径钢-混组合梁抗疲劳设计具有直接的指导作用。
- 邓晓光王发洲刘沐宇
- 关键词：桥梁工程
- 大跨径双层悬索桥钢桁梁整体焊接节点疲劳分析与试验被引量：16
- 2017年
- 为了给大跨径钢桁梁悬索桥抗疲劳设计提供依据,针对杨泗港长江大桥钢桁梁采用的整体焊接节点,开展了多轴疲劳荷载作用下整体焊接节点的有限元疲劳分析和试验研究。首先通过建立全桥有限元模型,基于英国BS 5400规范和Miner准则,获得了在标准疲劳车作用下全桥最不利整体节点及其各杆件200万次等效疲劳轴力幅;其次建立最不利整体节点空间精细化模型,通过对各轴向杆件施加200万次等效疲劳轴力幅,进行了多轴荷载下整体节点的疲劳性能分析;最后基于相似理论,设计了1∶6的整体焊接节点缩尺模型,进行多轴荷载下的疲劳试验研究。结果表明:位于距主塔297m距离的F34节点为疲劳最不利下弦杆整体节点;F34节点最大Von-Mises应力在78.8~130.6 MPa,小于设计规范的疲劳强度;200万次的模型疲劳加载试验过程中,未发现任何疲劳裂纹产生,各测点的应力值与理论值误差小于7.8%;杨泗港长江大桥钢桁梁整体焊接节点疲劳性能满足设计要求,研究成果对大跨径双层悬索桥抗疲劳设计具有直接的指导作用。
- 邓晓光刘沐宇史晶许浩槟李华
- 关键词：桥梁工程钢桁梁悬索桥
