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题名钢管混凝土桁肋内栓钉节点疲劳性能研究
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作者
刘君平
杨倩
刘华龙
杨意图
陈宝春
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机构
福州大学
中交第二航务工程局有限公司
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出处
《土木工程学报》
北大核心
2026年第4期99-110,共12页
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基金
国家自然科学基金(52078136)。
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文摘
随着我国钢管混凝土拱桥的大规模建设与发展,钢管与核心混凝土的脱粘问题以及钢管混凝土桁肋节点的疲劳问题逐渐成为学者与工程师关注的重点。为解决脱粘造成的节点传力问题,提出节点内栓钉构造,研究过程中发现内栓钉可能大幅提高节点的疲劳寿命。为此,在内栓钉节点静力性能、传力机理及应力集中特性研究基础上,进行是否布设内栓钉的钢管混凝土桁肋节点的对比疲劳试验,对比分析2种节点的疲劳裂纹扩展全过程、疲劳破坏模式和刚度退化规律。结果表明:设置内栓钉可以有效降低节点疲劳裂纹的扩展速率和刚度的退化速率,进而提高节点的疲劳寿命,与不布设内栓钉的试件CFST-K相比,布设内栓钉的试件CFST-KS的疲劳初裂寿命延长了94.8%,裂纹扩展寿命增加了95.9%,疲劳总寿命提高了95.1%。设置内栓钉没有改变钢管混凝土桁肋节点的疲劳初裂模式,但会导致裂纹在扩展过程中偏离相贯焊缝焊趾向主管管壁发展,甚至产生二次裂纹。最后,回归提出钢管混凝土桁肋内栓钉节点的疲劳设计Shs-N曲线。
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关键词
钢管混凝土拱桥
桁肋节点
内栓钉
疲劳性能
S-N曲线
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Keywords
CFST truss arch bridge
truss rib joint
inner stud
fatigue performance test
S-N curve
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分类号
TU392.3
[建筑科学—结构工程]
TU317.1
[建筑科学—结构工程]
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题名双管带隔筋件隔筋形状对内外管成形的影响
被引量：2
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作者
马晓虎
张宝红
李国俊
张治民
梁柱
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机构
中北大学材料科学与工程学院
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出处
《锻压技术》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第1期6-10,共5页
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基金
山西省自然科学基金资助项目(2013011022-5)
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文摘
为了获得综合性能良好的某铝合金双管带隔筋挤压件,对提出的整体挤压成形工艺方案进行有限元模拟,模拟结果中存在折叠、挤压力大、局部强度不足等缺陷。针对所产生缺陷进行成形工艺方案改进,并确定优化后的挤压方案为:双筒带隔筋挤压件连皮在中间,隔筋的上端面倒有呈水滴状的圆弧。通过模拟对改进后的工艺进行验证分析,结果表明:过渡圆角的大小对折叠有较大影响,增大圆角可减小材料向筋部流动的阻力,可以改善材料的流动状态,并获得了最优过渡圆角半径。利用设计的模具进行了实验验证,获得了成形质量良好的挤压件。
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关键词
铝合金双筒形件
挤压成形
内立筋件
数值模拟
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Keywords
aluminum alloy
binocular-shaped part
extrusion forming
inner stud part
numerical simulation
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分类号
TG376
[金属学及工艺—金属压力加工]
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题名钢管混凝土桁肋内栓钉K型节点应力集中特性
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作者
刘君平
杨倩
刘华龙
杨意图
陈宝春
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机构
福州大学土木工程学院
中交第二航务工程局有限公司
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出处
《交通运输工程学报》
CSCD
北大核心
2024年第6期106-120,共15页
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基金
国家自然科学基金项目(52078136)。
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文摘
为深入研究设置内栓钉对钢管混凝土桁肋K型节点应力分布的影响,开展应力集中特性试验,对比测试了不设置内栓钉的节点热点应力及应力集中系数;建立内栓钉节点的精细有限元模型,分析了内栓钉布置形式和几何尺寸对应力集中系数的影响;基于试验和有限元参数分析结果,提出了内栓钉的建议布置形式以及节点应力集中系数计算方法。研究结果表明:内栓钉没有改变节点的热点应力分布规律,最大应力集中系数均出现在受拉相贯区域主管侧冠点处,但节点的应力集中程度被有效减小;与不设置内栓钉节点相比,设置内栓钉节点的热点应力最大值降低了17.38%;受拉相贯焊缝区域主管侧、相应支管侧的整体应力集中系数分别平均减小了24.20%和12.30%,主管环向截面应力降低16.2%;内栓钉对受压相贯焊缝区域的应力分布和应力集中程度的影响很小,在7%以内;应力集中系数受内栓钉环向排列角度和轴向排列间距的影响较大,受内栓钉几何尺寸的影响较小;建议内栓钉布置在主管轴向距节点中心至截面两侧各约支管直径的2.7倍范围内,环向布设在连接支管侧的圆心角[-60°,60°]内,且相邻内栓钉间距不小于内栓钉直径的6倍但不超过400 mm;引入内栓钉轴向排列影响系数及环向排列影响系数的应力集中系数计算公式具有较高计算精度,可用于评估钢管混凝土桁肋内栓钉K型节点的疲劳性能。
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关键词
桥梁工程
钢管混凝土拱桥
节点
内栓钉
应力集中系数
计算公式
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Keywords
bridge engineering
CFST arch bridges
joint
inner stud
stress concentration factor
computing equation
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分类号
U441.5
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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题名钢管混凝土桁肋内栓钉相贯节点受力行为试验研究
被引量：14
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作者
刘君平
陈津凯
陈宝春
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机构
福州大学土木工程学院
福建省交通建设工程试验检测有限公司
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出处
《工程力学》
EI
CSCD
北大核心
2017年第9期150-157,共8页
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基金
国家自然科学基金项目(51178118)
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文摘
进行了主管内壁设置栓钉的钢管混凝土K形相贯节点(内栓钉节点)受力行为试验,同时进行了无内栓钉节点的对比试验。试验时在主管上施加压力,在两根支管上分别施加等量同步的压力和拉力。试验结果表明,该文节点的破坏为受压支管屈曲,荷载-受压支管变形曲线(N-S曲线)可分为弹性段和弹塑性段。无论有无内栓钉,主管焊接区域的应变都大于其他区域,它与荷载的关系曲线可分为弹性段和弹塑性段,而其余区域钢管均处于弹性状态。内栓钉不会改变主管钢管应变的分布规律,但是内栓钉的设置会减小主管钢管应变,表明内栓钉能将外力从钢管传递到管内混凝土,并且对应变集中的部位效果更显著。在主管轴向,应变主要集中在距离节点中心截面两侧各约2.7倍支管直径范围内;在主管环向,应变主要集中在圆心角-60°~60°区间。建议将此轴向与环向范围的应变集中区作为内栓钉的主要布设区域,区域外可以少布设或不布设。
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关键词
钢管混凝土
相贯节点
内栓钉
应变集中系数
布设范围
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Keywords
concrete-filled steel tube
tubular joint
inner stud
strain concentration factor
layout area
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分类号
TU398.9
[建筑科学—结构工程]
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