K型钢管混凝土节点疲劳性能试验研究

钟新谷,杨 胜,石卫华

(湖南科技大学,湖南湘潭 411201)

1 前言

我国是研究和应用钢管混凝土结构最多的国家,钢管混凝土结构在房屋、大型公共建筑中得到了大量应用。据不完全统计,目前跨径大于200 m的钢管混凝土拱桥有33座。钢管混凝土拱桥的主拱肋一般分为实体和桁式结构。实体拱肋构造相对简单,主要适用120 m以下的跨径,对于跨径大于120 m的钢管混凝土拱桥主拱肋一般为桁式结构,如石潭溪大桥、广西三岸邕江大桥、髻沙大桥、湘潭四大桥、茅草街大桥等;同时铁路桥梁中也采用钢管混凝土桁架拱[1]。国内外学者对空心钢管桁架的K型及N型管节点的静力性能、疲劳性能都进行了深入研究,并取得了丰富的成果[2～9]。随着钢管混凝土桁架拱桥梁在我国数量的日益增多,目前国内学者开始关注钢管混凝土节点的疲劳性能研究[10],但系统的研究成果较少。特别是在疲劳寿命设计方面主要参考空心管节点的研究成果[1],但钢管混凝土节点与空心管节点无论是静力性能还是疲劳特性都是有区别的。笔者等进行了1个K型空心管节点和3个K型钢管混凝土节点的疲劳性能试验,研究了K型钢管混凝土节点的疲劳性能。研究结果可为相关研究和设计提供参考。

2 疲劳试验

2.1 试验模型设计

试验设计了3种规格共4个试件,其中试件K1为空心钢管焊接节点,试件 K2、K3、K4为主管浇注混凝土、支管空心的钢管混凝土焊接节点。试验主要研究K型空心管节点及钢管混凝土节点在轴向荷载作用下相贯线焊缝周围的应力分布、热点处应力集中系数以及热点位置。……