姜磊
- 作品数：44 被引量：174H指数：11
- 供职机构：长安大学公路学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程天文地球更多>>
- 钢管混凝土组合结构桥梁设计原理与技术发展综述
- 2025年
- 从国内外工程界对钢管混凝土桥梁应用中脱黏和脱空问题的长期质疑,以及钢和混凝土2种材料差异角度入手,综述了钢管混凝土结构界面黏结性能、界面传力性能和结构承载性能3个方面的研究进展,厘清界面脱黏机理,及其由此带来的界面传力和组合作用失效机理。针对此问题,提出内栓钉和PBL加劲型钢管混凝土桥梁结构,并综述创新结构在界面工作性能、节点力学性能、壁板屈曲性能和构件承载性能4个方面的研究成果,论证了创新结构实现钢管和混凝土共同工作的可行性。结果表明:钢和混凝土2种材料在热传导、收缩徐变、泊松比、弹性模量、强度、截面尺度和成型方式等方面均存在较大差异,是产生钢管混凝土脱黏和脱空、界面传力和组合作用失效的根本原因;钢管混凝土界面黏结强度试验结果离散性大,切向和法向黏结强度均不高于1.5 MPa,混凝土水化热、日照温差、混凝土收缩徐变和轴压荷载、疲劳荷载等多种因素耦合作用下,服役期钢管混凝土桥梁界面不可避免地发生脱黏;不同体系的钢管混凝土桥梁界面传力可分为构件和节点界面传力,尚缺少完善的桥梁界面传力模型,仅能借鉴房建中柱顶构件界面传力和梁-柱节点界面传力模型;不同类型脱黏对钢管混凝土承载性能影响不同,球冠形脱黏影响最小,部分环形脱黏次之,环形脱黏影响最明显;钢管混凝土中内设的栓钉可以起到连接件作用,确保了界面工作性能和节点传力的可靠性;内设的PBL则兼具连接件和加劲肋作用,一方面,确保了钢管混凝土界面和节点传力的可靠性,另一方面,增强了壁板的局部稳定和构件承载机理。
- 姜磊刘永健周绪红周绪红牟廷敏刘君平刘君平
- 关键词：组合结构
- 新型矩形钢管混凝土组合桁梁桥结构形式与绿色建造被引量：2
- 2023年
- 随着国家践行“双碳”战略和工业化建筑时代的到来,桥梁作为生命线节点工程正在向着装配化、工业化的方向大步迈进,而钢管混凝土组合桁梁桥作为一种高性能组合结构桥梁形式在承载性、承灾性及装配化等方面具有优势,融合“工业化建造”“绿色建材”理念是实现钢管混凝土组合桁梁桥绿色建造的有效手段。为此,从高传力体系、高承载力结构构造及高承载力节点构造等方面阐述了矩形钢管混凝土组合桁梁桥的构造优势,证明其是一种高承载性能桥梁结构形式,从高韧性与高经济性方面进一步论述了矩形钢管混凝土组合桁梁桥的优势所在,并就抗震性能、工程经济性与常规混凝土梁桥进行类比;而后从全预制件装配单元、预制件现场快速拼装角度阐述了矩形钢管混凝土组合桁梁的工业化建造理念,提出与快速拼装相适应的构造措施,并对具有绿色高强优点的碱激发UHPC混凝土应用于钢管混凝土组合桁梁桥进行了构思和设想;最后通过典型工程实践证实了钢管混凝土组合桁梁桥具有轻质高强、力流传递明确的显著特征和高效的装配建造性能。
- 刘彬刘永健姜磊姜磊马国纲孙明贺
- 关键词：桥梁工程工业化
- 钢桁桥节点构造演变及其疲劳评估热点应力法被引量：7
- 2023年
- 为统一钢桁桥节点各疲劳构造细节,形成节点疲劳评估热点应力法,完善我国现行钢桁桥节点疲劳设计规范体系,从钢桁桥节点演变出发,选取当前钢桁桥常用的3类节点,包含栓焊整体节点、全焊整体节点和全焊相贯节点,总结笔者团队及相关学者多年理论、试验和数值成果,给出了各类节点热点应力S-N曲线。采用线弹性叠加理论将各类节点所受的复杂荷载工况简化为4种基本荷载工况,包含弦杆和腹杆平衡轴力、弦杆轴力、弦杆弯矩和腹杆平衡轴力及其相应组合,提出了相应的节点应力集中系数计算方法。结果表明:栓焊和全焊整体节点具有相似的焊接疲劳构造细节,统计了国内外疲劳试验数据共计1332个,提出了采用疲劳细节类别为90 MPa的一条热点应力S-N曲线作为其抗力曲线,统计了包括圆形钢管节点、圆形钢管混凝土节点、矩形钢管节点和矩形钢管混凝土节点在内的疲劳试验数据177个,提出了全焊相贯节点可采用疲劳细节类别为85 MPa的一条热点应力S-N曲线作为其抗力曲线;对于栓焊整体节点和全焊整体节点,提出了K型和KT型节点应力集中系数计算公式,对于全焊相贯节点,分别给出了圆形和矩形钢管混凝土K型节点应力集中系数计算公式,建立了整体节点和相贯节点焊趾处应力集中程度和几何无量纲参数的关系。
- 于丰菘周洪福姜磊刘彬
- 关键词：桥梁工程热点应力法应力集中系数
- 基于热点应力法的钢管混凝土焊接节点疲劳构造细节比较
- 以钢管混凝土组合桁梁桥为研究对象，总结给出基于热点应力法的节点疲劳评估流程，并对其疲劳构造细节进行研究.结果 表明：在矩形空管等宽节点基础上，主管内填混凝土使得节点支、主管表面最大热点应力幅分别降低10.86％和26.5...
- 刘永健龙辛姜磊刘震北
- 关键词：热点应力法应力集中系数钢管混凝土
- 基于正交试验的加劲钢桁梁桥设计参数优化研究
- 2024年
- 针对加劲钢桁梁桥——渭河大桥设计参数优化问题,基于正交试验法,选取加劲范围、加劲弦杆高跨比和平行弦杆桁架桁高这3个加劲钢桁梁桥的关键设计参数,建立18个平面桁架有限元模型,以主桁中跨跨中挠度、主桁中跨跨中关键区段杆件效率系数均值、主桁桥墩支点关键区段杆件效率系数均值为指标建立综合优化目标函数,最终获取渭河大桥的最优设计参数组合。研究发现,加劲钢桁梁桥的关键设计参数敏感性排序为:加劲范围>平行弦杆桁架桁高>加劲弦杆高跨比。渭河大桥优化后的加劲形式保持不变,其最优设计参数组合为:加劲范围为17节间、加劲弦杆高跨比为0.127、平行弦杆桁架桁高为14 m。渭河大桥优化设计方案与原方案相比,活载作用下的主桁中跨跨中挠度降低了17.6%,铁路主力组合作用下中跨跨中关键区段杆件效率系数均值降低了7.1%,铁路主力组合作用下桥墩支点关键区段杆件效率系数降低了11.3%,主跨用钢量降低了2.14%。本研究基于正交试验提出的加劲钢桁梁桥设计参数优化方法,可为加劲钢桁梁桥优化设计提供理论依据。
- 马天宇康佐刘永健赵鑫东马印平姜磊
- 关键词：桥梁工程正交试验
- 混凝土小箱梁早龄期开裂风险与防控
- 2024年
- 预制混凝土小箱梁在浇注期间水化热作用下产生显著里表温差,存在早龄期开裂风险,影响其安全性及耐久性。为明晰预制混凝土小箱梁早龄期开裂风险,以陕西省安康地区某混凝土小箱梁桥为依托,研究其早龄期温度作用、温度效应及开裂风险,并通过正交试验分析得到了影响预制混凝土小箱梁早龄期开裂风险的主要因素。结果表明:预制混凝土小箱梁在浇注后水化反应迅速,12~16 h后,混凝土温度达到峰值54.9℃,温度最高位置集中于顶部梗腋处及底板,而底板位置受环境作用影响水化放热时间最长,在浇注后72 h内混凝土小箱梁整体温度基本呈对称分布;水化反应期间小箱梁各位置抗力水平增长基本一致,但翼缘、梗腋及腹板中部应力水平较高,开裂风险较大,最大拉应力达到2.71 MPa,最大开裂因子达到1.2;材料属性、结构参数、环境作用对混凝土小箱梁预制期间水化热温度作用均有影响,其中材料属性影响最为显著,主要包括水泥放热量和水泥掺量,调整材料参属性及入模温度可有效降低预制混凝土小箱梁开裂风险。研究结果可以指导预制混凝土小箱梁设计及施工,降低其早龄期开裂风险,提高其安全性及耐久性。
- 刘纯刘江吕毅姜磊
- 关键词：桥梁工程
- PBL加劲型矩形钢管混凝土支管受拉节点有效分布宽度被引量：6
- 2017年
- 为研究PBL加劲型矩形钢管混凝土支管受拉节点应力分布规律及其有效分布宽度,采用ABAQUS软件建立42个矩形空钢管、钢管混凝土及PBL加劲型矩形钢管混凝土节点有限元模型并进行位移加载;根据有限元计算结果拟合得到矩形空钢管、钢管混凝土及PBL加劲型矩形钢管混凝土节点的有效分布宽度表达式,将拟合公式计算值与CIDECT规范计算值和有限元计算值进行对比。结果表明:在节点受力全过程中,PBL加劲型矩形钢管混凝土节点相对于矩形空钢管节点和钢管混凝土节点的应力分布不均匀性减小;当加载位移达到3%b0(b0为主管宽度)时,PBL加劲型节点的有效分布宽度更大,具有更好的受力性能,支板应力分布效率ξ随主管宽厚比2γ与支主管厚度比τ的增大而减小,其中τ对ξ的影响更大;支板应力分布效率ξ随支主管宽度比β变化较小,且呈抛物线变化;拟合公式计算值与CIDECT规范计算值及有限元计算值吻合良好,验证了公式的正确性。
- 侯蓓蓓刘永健姜磊张国靖
- 关键词：有效分布宽度节点承载力
- 焊接管节点结构形式发展及疲劳性能对比
- 为研究不同类型焊接管节点疲劳性能差异,梳理焊接管节点结构形式发展和构造创新,总结各类节点热点应力集中系数静力试验和疲劳试验成果,回归分析给出各类节点用于疲劳设计的热点应力幅-循环次数(Sh-N)曲线,并从热点应力幅曲线和...
- 姜磊刘永健王康宁
- 焊钉锈蚀后钢-混组合梁抗弯承载力简化计算方法被引量：8
- 2019年
- 为预测界面焊钉锈蚀后钢-混组合梁抗弯承载力,考虑了焊钉锈蚀后其抗剪强度与混凝土黏结强度和有效面积降低对焊钉抗剪承载力的劣化影响,提出焊钉锈蚀后组合梁抗剪连接度和锈蚀焊钉抗剪承载力系数的概念及其计算公式;基于塑性简化计算假定,采用焊钉锈蚀后组合梁抗剪连接度对其抗弯承载力进行折减,建立了焊钉锈蚀后组合梁正负弯矩区抗弯承载力计算模型,分析了23根组合梁抗弯承载力试验结果,验证了计算模型的有效性。试验结果表明:在焊钉锈蚀率低于10%时,试验梁正负弯矩区抗弯承载力的试验值与提出公式的理论计算值非常接近,其中正弯矩区试验值与计算值的平均比值为1.00,变异系数为0.04,负弯矩区二者平均比值为1.01,变异系数为0,由此可见,计算结果与试验结果吻合较好。简化计算方法可用作界面焊钉锈蚀率较小情况下钢-混组合梁抗弯承载力定量和定性分析。
- 许波刘永健朱伟庆姜磊
- 关键词：抗弯承载力
- 焊接管节点结构形式发展及疲劳性能对比被引量：21
- 2019年
- 为研究不同类型焊接管节点疲劳性能差异,梳理焊接管节点结构形式发展和构造创新,总结各类节点热点应力集中系数静力试验和疲劳试验成果,回归分析给出各类节点用于疲劳设计的热点应力幅-循环次数(S_h-N)曲线,并从热点应力幅曲线和热点应力集中系数两方面,对比各类节点疲劳性能差异。结果表明:对于S_h-N曲线,当钢管板厚t≤4 mm时,焊缝缺陷成为影响疲劳强度的主要因素,使得疲劳强度显著降低;现行规范中,CIDECT规范(Design guide No.8)的S_h-N曲线对各类节点设计均偏于危险,DNV-RP-C203的S_h-N曲线可适用于方形鸟嘴式钢管节点和钻石形鸟嘴式钢管节点疲劳设计,但对于其他节点设计偏危险;API RP 2A-WSD中的X’曲线的疲劳强度低于X曲线的,X’曲线适用于鸟嘴式节点和传统的圆形、矩形钢管节点及相应的主管内填混凝土节点设计,X曲线对任何节点设计均偏危险;在相同的几何参数β、2γ和τ(β、2γ、τ分别为支主管宽度比、主管宽厚比及支主管厚度比)下,各类节点的疲劳性能优劣顺序为,圆形钢管混凝土节点、圆形钢管节点、矩形钢管混凝土节点、矩形钢管节点;圆管-矩形钢管混凝土节点疲劳性能略优于矩形钢管节点的疲劳性能,圆管-矩形钢管节点疲劳性能劣于矩形钢管节点的疲劳性能;当β≤0.7时,建议采用方形鸟嘴式钢管节点和钻石形鸟嘴式钢管节点。
- 姜磊刘永健刘永健
