钢混组合梁桥复合粘结锚固抗剪连接的界面力学特性及疲劳劣化机理研究

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项目介绍
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基本信息

  • 批准号:
    51608211
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0805.工程材料
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

When hybrid bonding with both epoxy mortar layer and stud shear connectors are used in steel-concrete composite bridge, mechanical behavior of the interface between concrete slabs and epoxy mortar layer and between steel girder flanges and epoxy mortar layer is relatively complex. This complex interfacial mechanical behavior is of great important in the analysis of composite bridge. Through tensile test and compression (tension)-shear coupling test, the coupling mechanical behavior of the interface was obtained, and parameters of cohesive zone model were calibrated. With both experimental and numerical study, mechanisms of shear stress delivery and failure mode for the hybrid bonding system were provided. And improvement on stress concentration for stud shear connectors caused by the epoxy mortar layer was evaluated. Experimental study of fatigue behaviors of the hybrid bonding system was carried out. Fatigue degradation mechanism of hybrid bonding interface was investigated. The fatigue life of steel-concrete composite structure under service load is supposed to be improved. Based on VFEAP program, nonlinear enhanced finite element model with separated mathematical and physical mesh was developed to simulate the nonlinear mechanical behavior of the interface, and was applied for the analysis of actual composite bridge. It is of great significance for the design of shear connectors and bonded interface, and for the improvement of the durability of composite bridge.
组合结构桥梁采用环氧砂浆抗剪连接层和栓钉复合粘结锚固时,抗剪连接界面的压(拉)剪耦合非线性力学行为复杂,且对桥梁结构的准确分析评估具有重要影响。本项目通过压(拉)剪试验研究,揭示复合粘结锚固抗剪连接中的环氧砂浆抗剪连接层与混凝土板和钢翼缘板之间界面在压(拉)剪耦合条件下的粘结滑移关系,并对界面粘聚区域模型参数进行标定。结合试验研究和数值模拟,提出复合粘结锚固抗剪连接的剪力传递机制和破坏机理,分析环氧砂浆抗剪连接层改善栓钉局部应力集中的效果。开展设置环氧砂浆抗剪连接层和栓钉的复合粘结锚固抗剪连接的疲劳试验研究,揭示复合粘结锚固抗剪连接的疲劳劣化机理,提升组合结构在正常使用极限状态下疲劳寿命。基于VFEAP程序,开发考虑界面非线性力学行为的物理网格和数学网格分离的非线性强化有限元,并应用于实际桥梁的分析评估。本项目研究对优化抗剪连接件的布置形式及结合界面设计、提高组合梁桥疲劳寿命具有重要意义。

结项摘要

组合结构桥梁采用环氧砂浆抗剪连接层和栓钉复合粘结锚固时,抗剪连接界面的压(拉)剪耦合非线性力学行为复杂,且对桥梁结构的准确分析评估具有重要影响。建立了考虑组合梁界面滑移的静动力数值分析模型,并分析抗剪连接件非线性抗剪刚度的影响,对栓钉的布置进行优化分析。针对预期研究内容,开展复合粘结锚固抗剪连接界面力学特性的试验研究,探析环氧砂浆结合界面层与钢及混凝土板之间的粘结性能,获取结合界面剥离破坏规律及界面的粘结滑移关系,并研究结合界面法向压应力对粘结性能的影响。进行了同时设置环氧砂浆粘结层和栓钉的复合粘结锚固抗剪连接的试验研究,考察不同环氧砂浆抗剪连接层厚度对抗剪连接力学性能的影响规律,分析加载时界面剪力分布、荷载-滑移关系、破坏形态,通过试验研究复合粘结锚固抗剪连接试件加载时的剪力传递机制及破坏机理。复合粘结锚固抗剪连接中的环氧砂浆抗剪粘结层能较好地和栓钉协同工作,在达到抗剪承载力前结合界面不会过早剥离。复合粘结锚固抗剪连接可以改善栓钉在运营过程中受力时的应力集中状态,可提升组合梁结构在运营过程的疲劳寿命。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(19)
Analysis of Shear Connector of Steel-Concrete Composite Box-Girder Bridge Considering Interfacial Bonding and Friction
考虑界面粘结和摩擦的钢-混凝土组合箱梁桥剪力连接件分析
  • DOI:
    10.1007/s13296-019-00296-2
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    International Journal of Steel Structures
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    Lin Jian-Ping;Wu ZhiBo;Yin Ying;Feng Fan
  • 通讯作者:
    Feng Fan
Stiffness matrix for the analysis and design of partial-interaction composite beams
用于部分相互作用组合梁分析和设计的刚度矩阵
  • DOI:
    10.1016/j.conbuildmat.2017.08.154
  • 发表时间:
    2017-12
  • 期刊:
    Construction and Building Materials
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Lin Jian-Ping;Wang Guannan;Bao Guangjian;Xu Rongqiao
  • 通讯作者:
    Xu Rongqiao
Width factor for externally bonded FRP-to-concrete joints
外部粘合 FRP 与混凝土接缝的宽度系数
  • DOI:
    10.1016/j.conbuildmat.2017.08.104
  • 发表时间:
    2017-11-30
  • 期刊:
    CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Lin, Jian-Ping;Wu, Yu-Fei;Smith, Scott T.
  • 通讯作者:
    Smith, Scott T.
柔性光伏支架结构特性分析及其优化设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    华侨大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐俊福;林建平;霍静思
  • 通讯作者:
    霍静思
考虑预应力效应的人行悬索桥的非线性力学行为分析
  • DOI:
    10.13905/j.cnki.dwjz.2019.07.009
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    低温建筑技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    彭仲鑫;林建平;尹盈;吴志波;冯帆
  • 通讯作者:
    冯帆

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肌肉疲劳与慢性腰痛研究进展
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结合界面预压式复合粘结锚固抗剪连接组合梁的界面强化机制及疲劳性能研究
  • 批准号:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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