矩形鋼管混凝土桁架Y型受拉節(jié)點(diǎn)受力性能分析*

向忠寶，王 偉，程 高，聶記良，常啟忠

(1.中交隧道局第二工程有限公司，陜西 西安 710100； 2.長(zhǎng)安大學(xué) 公路學(xué)院，陜西 西安 710064)

矩形鋼管混凝土桁架Y型受拉節(jié)點(diǎn)受力性能分析*

向忠寶1，王 偉1，程 高2，聶記良1，常啟忠1

(1.中交隧道局第二工程有限公司，陜西 西安 710100； 2.長(zhǎng)安大學(xué) 公路學(xué)院，陜西 西安 710064)

以某矩形鋼管混凝土桁梁橋?yàn)槔瑢型節(jié)點(diǎn)分解為Y型受拉節(jié)點(diǎn)和Y型受壓節(jié)點(diǎn)，從最基本的Y型受拉節(jié)點(diǎn)著手，建立非線性有限元分析模型，分析弦管內(nèi)填混凝土、設(shè)置PBL加勁肋等參數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)變形、破壞形式及應(yīng)力分布等的影響。結(jié)果表明：內(nèi)填混凝土能夠提高節(jié)點(diǎn)抵抗變形能力，降低節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力水平，但易出現(xiàn)鋼管與混凝土脫粘現(xiàn)象；設(shè)置PBL加勁肋后可有效增加鋼管與混凝土界面的黏結(jié)力，阻止界面脫粘，顯著提高節(jié)點(diǎn)抵抗變形能力，明顯降低節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力水平，有效提高節(jié)點(diǎn)的極限承載力和節(jié)點(diǎn)剛度。

橋梁工程；鋼管混凝土；桁架；受拉節(jié)點(diǎn)；Y型；極限承載力；有限元分析

0 引 言

矩形鋼管內(nèi)填混凝土后鋼管的抗屈曲性能增強(qiáng)[1]，構(gòu)件軸壓承載力顯著提高，節(jié)點(diǎn)處鋼管抵抗變形能力增強(qiáng)，應(yīng)力水平顯著降低，而且桁架節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)造簡(jiǎn)單，這些優(yōu)點(diǎn)使得鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在橋梁工程領(lǐng)域中取得廣泛應(yīng)用[2]。隨著矩形鋼管混凝土構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)及桁架結(jié)構(gòu)理論研究的深入和鋼管混凝土施工技術(shù)的進(jìn)步，國(guó)內(nèi)外首座矩形鋼管混凝土組合桁梁橋——陜西延安黃延高速公路K15+644車行天橋已順利建成通車。

矩形鋼管混凝土組合桁梁橋的桁架節(jié)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)的薄弱部位。桁架節(jié)點(diǎn)的形式主要有Y型、K型和N型。其中：K型和N型形式可等效為若干Y型受拉或受壓節(jié)點(diǎn)，筆者擬從Y型節(jié)點(diǎn)入手分析和揭示鋼管混凝土受拉節(jié)點(diǎn)的工作機(jī)理。劉永健等[3]對(duì)T型節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了試驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)鋼管內(nèi)填混凝土改變了節(jié)點(diǎn)區(qū)域的應(yīng)力分布，但對(duì)節(jié)點(diǎn)承載力提高不顯著[4]。J.A.PACKER等[5-6]進(jìn)行了矩形鋼管混凝土T型節(jié)點(diǎn)受拉試驗(yàn)，指出矩形鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)極限承載力較高，但達(dá)到極限承載力時(shí)節(jié)點(diǎn)局部變形均較大，節(jié)點(diǎn)承載力由局部變形控制，建議計(jì)算鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)承載力時(shí)可不考慮管內(nèi)混凝土作用，按矩形鋼管節(jié)點(diǎn)考慮，同時(shí)指出腹弦管寬度比較大時(shí)，弦管內(nèi)填混凝土有可能提高節(jié)點(diǎn)承載力。程高等[7-8]在文獻(xiàn)[5]基礎(chǔ)上增加PBL加勁肋，進(jìn)行了不等寬T型受拉節(jié)點(diǎn)的有限元分析，發(fā)現(xiàn)設(shè)置PBL加勁肋可成倍提高節(jié)點(diǎn)抗拉剛度、承載力和疲勞壽命。

前人研究方法主要為試驗(yàn)研究，受試驗(yàn)場(chǎng)地和加載能力限制，試驗(yàn)尺寸相對(duì)較小，腹弦管寬度比不大。國(guó)內(nèi)外首座矩形鋼管混凝土組合桁梁橋——陜西延安黃延高速公路車行天橋節(jié)點(diǎn)尺寸較大，腹弦管寬度比接近于1，且弦管中設(shè)置PBL加勁肋[9]，與以往研究對(duì)象差異較大。為此，筆者采用非線性有限元分析方法建立桁架節(jié)點(diǎn)足尺模型，分析弦管內(nèi)填混凝土、設(shè)置PBL加勁肋等參數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)變形、破壞形式及應(yīng)力分布等的影響，以期能夠進(jìn)一步揭示矩形鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)的受力性能，為鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用提供技術(shù)支持。

1 桁架受拉節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式

從矩形鋼管混凝土組合桁梁橋——陜西延安黃延高速公路K15+644車行天橋桁架節(jié)點(diǎn)中萃取出Y型受拉節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)腹管與弦管寬度之比為1，腹管與弦管夾角為45°，節(jié)點(diǎn)連接區(qū)域弦管內(nèi)設(shè)PBL加勁肋。為便于對(duì)比分析弦管內(nèi)填混凝土及PBL加勁肋對(duì)節(jié)點(diǎn)受力性能的影響，在此基礎(chǔ)上，筆者設(shè)計(jì)了鋼管節(jié)點(diǎn)和鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)，構(gòu)造形式如圖1。

圖1 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造(單位：cm) Fig.1 Connection structure

圖1中，鋼管節(jié)點(diǎn)、鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)及帶PBL加勁肋的鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)中弦管、腹管幾何尺寸相同，鋼管為Q345，管內(nèi)混凝土標(biāo)號(hào)為C50微膨脹混凝土。PBL加勁肋的設(shè)置長(zhǎng)度為200 cm，肋高90 mm，開(kāi)孔孔徑為45 mm，開(kāi)孔孔距100 mm。

2 有限元模型

采用有限元軟件ABAQUS建立Y型受拉節(jié)點(diǎn)計(jì)算模型，并考慮鋼材和混凝土的材料非線性、幾何非線性。由于鋼管混凝土與混凝土界面黏結(jié)的非線性對(duì)節(jié)點(diǎn)承載力影響敏感性較小，為提高計(jì)算效率，筆者將鋼管混凝土界面接觸按線性關(guān)系處理。

2.1 鋼和混凝土的本構(gòu)關(guān)系

鋼的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系采用二折線彈塑性模型，鋼材的屈服強(qiáng)度f(wàn)y、極限抗拉強(qiáng)度f(wàn)u、彈性模量Es及泊松比νs如表1。混凝土本構(gòu)模型采用ABAQUS軟件提供的混凝土塑性損傷模型[10]，混凝土單軸受壓和單軸受拉應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系采用GB50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[11]中的素混凝土本構(gòu)關(guān)系，混凝土軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)ck、軸心抗拉強(qiáng)度f(wàn)t、彈性模量Ec及泊松比νc如表1。

表1 材料的力學(xué)指標(biāo)Table 1 Mechanical indexes of materials

2.2 鋼-混界面模型

ABAQUS軟件中鋼管與混凝土界面采用線彈性黏性滑移行為實(shí)現(xiàn)，該規(guī)則允許互相黏結(jié)界面出現(xiàn)分離，用于模擬摩擦力與滑移量成一定比例的界面接觸，被廣泛用于模擬具有黏性的接觸面[12]。

2.3 單元選取與網(wǎng)格劃分

弦管、腹管中鋼管采用ABAQUS軟件提供的S4R殼單元，沿厚度方向的辛普森積分點(diǎn)為5個(gè)，網(wǎng)格尺寸約為(30×30) mm?；炷敛捎肅3D8R實(shí)體單元，網(wǎng)格尺寸約為(30×30×30) mm。鋼管和混凝土采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分技術(shù)，焊縫采用自由網(wǎng)格劃分技術(shù)，模型網(wǎng)格劃分如圖2。

圖2 網(wǎng)絡(luò)劃分Fig.2 Mesh division

2.4 荷載及邊界條件

Y型受拉節(jié)點(diǎn)受力如圖3。將弦管、腹管鋼管端面與鋼性面采用綁定約束，并建立參考點(diǎn)與鋼性面的剛性連接。約束參考點(diǎn)RP2、RP3的DX、DY、DZ、RX、RY、RZ的自由度，對(duì)參考點(diǎn)RP1施加軸向位移25 mm。

圖3 邊界條件Fig.3 Boundary condition

2.5 參數(shù)選取依據(jù)

筆者有限元模型參數(shù)參考了程高[12]的研究成果。程高[12]進(jìn)行了鋼管、混凝土材料本構(gòu)模型驗(yàn)證，鋼混界面模型對(duì)比，單元網(wǎng)格及網(wǎng)格密度選取，PBL加勁肋模擬方法對(duì)比等研究，通過(guò)大量構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)與理論分析驗(yàn)證了模擬方法的可靠性。

3 結(jié)果分析

3.1 破壞模式

根據(jù)有限元分析結(jié)果，得到腹管施加25 mm軸向位移后節(jié)點(diǎn)的變形狀況，如圖4。

圖4 破壞形式Fig.4 Failure modes

由圖4(a)可知：空鋼管節(jié)點(diǎn)連接區(qū)域變形較大，鋼管出現(xiàn)局部屈曲；由圖4(b)可知：鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)較空鋼管節(jié)點(diǎn)局部變形稍小，鋼管與混凝土出現(xiàn)脫粘現(xiàn)象；由圖4(c)可知：帶PBL加勁肋的鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)處鋼管與混凝土未出現(xiàn)脫粘。

由此可見(jiàn)，弦管內(nèi)填混凝土后節(jié)點(diǎn)局部變形減小，設(shè)置PBL加勁肋可有效增加鋼管與混凝土界面的黏結(jié)力，阻止界面脫粘。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)受混凝土收縮徐變、溫度作用等影響界面粘結(jié)力容易被克服而脫粘[13]，設(shè)置PBL加勁肋可顯著改善鋼管混凝土結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期工作的性能。

3.2 應(yīng)力分析

為分析弦管內(nèi)填混凝土、設(shè)置PBL加勁肋對(duì)節(jié)點(diǎn)應(yīng)力分布的影響，筆者分別選取腹管軸向應(yīng)力為1、100 MPa時(shí)節(jié)點(diǎn)的MISES應(yīng)力分布情況，如圖5。

圖5 節(jié)點(diǎn)應(yīng)力分布Fig.5 Connection stress distribution

當(dāng)腹管軸向應(yīng)力為1 MPa時(shí)，鋼管名義應(yīng)力大小即為節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中系數(shù)，反映了節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中程度。由圖5(a)～(c)可知：鋼管節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中程度顯著高于鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)，帶PBL加勁肋的鋼管混凝土應(yīng)力集中程度最小。當(dāng)腹管軸向應(yīng)力為100 MPa時(shí)，節(jié)點(diǎn)應(yīng)力分布反映了節(jié)點(diǎn)在彈性工作狀態(tài)下節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)。由圖5(d)～(f)可知：鋼管節(jié)點(diǎn)應(yīng)力水平顯著高于鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)，帶PBL加勁肋的鋼管混凝土的應(yīng)力水平明顯低于鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)。

由此可見(jiàn)：弦管內(nèi)填混凝土能降低節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中程度，降低彈性工作階段節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力水平，設(shè)置PBL加勁肋后，節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中程度顯著減小，節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力水平明顯降低。定義A板為腹管上與弦管頂板相連的鋼板，B板為腹管上與弦管腹板相連的鋼板，C板為弦管的頂板。節(jié)點(diǎn)受拉時(shí)，B板應(yīng)力顯著高于A板應(yīng)力，C板接近弦管腹板處的應(yīng)力最大，遠(yuǎn)離弦管腹板處的應(yīng)力呈減小趨勢(shì)。腹管受到的拉力主要由與弦管腹板相連的B板承擔(dān)，A板承擔(dān)比例較小。這種現(xiàn)象在空鋼管節(jié)點(diǎn)上表現(xiàn)最為突出，其次是鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)。設(shè)置PBL加勁肋后A板與PBL加勁肋連接處應(yīng)力增加，C板與腹管連接區(qū)域應(yīng)力接近，B板承擔(dān)拉力減少，A板承擔(dān)拉力增加，從而有效改善受拉節(jié)點(diǎn)的受力特性。

3.3 極限承載力

為分析Y型受拉節(jié)點(diǎn)的極限承載力，筆者提取了腹管軸向荷載隨著軸向位移的變化曲線，如圖6。

由圖6可知：弦管內(nèi)填混凝土后Y型受拉節(jié)點(diǎn)的極限承載力提高達(dá)20%，設(shè)置PBL加勁肋后Y型受拉節(jié)點(diǎn)較空管節(jié)點(diǎn)的極限承載力提高達(dá)25%。取節(jié)點(diǎn)彈性工作階段軸向荷載-位移曲線的斜率為節(jié)點(diǎn)抗拉剛度。弦管內(nèi)填混凝土后Y型受拉節(jié)點(diǎn)的抗拉剛度提高達(dá)21%，設(shè)置PBL加勁肋后Y型受拉節(jié)點(diǎn)較空管節(jié)點(diǎn)的抗拉剛度提高達(dá)29%。

由此可見(jiàn)：弦管內(nèi)填混凝土可顯著提高節(jié)點(diǎn)承載力和節(jié)點(diǎn)抗拉剛度，設(shè)置PBL加勁肋能進(jìn)一步提高節(jié)點(diǎn)承載力，但較混凝土節(jié)點(diǎn)提高并不顯著。

程高等[7]進(jìn)行了腹弦管寬度比為0.4的T型節(jié)點(diǎn)受拉分析，指出設(shè)置PBL加勁肋可成倍提高節(jié)點(diǎn)承載力，驗(yàn)證了PBL加勁肋的優(yōu)勢(shì)。節(jié)點(diǎn)承載力和抗拉剛度受腹弦管寬度之比影響較大。腹管與弦管寬度接近時(shí)，腹管拉力主要由與弦管腹板相連的兩塊板承擔(dān)，并傳遞至弦管腹板，與弦管頂板相連兩塊板承擔(dān)較少，傳遞至弦管頂板的拉力也較?。辉O(shè)置PBL加勁肋可增加與弦管頂板相連兩塊板承擔(dān)的拉力，但改善并不顯著。腹管寬度小于弦管寬度時(shí)，腹管拉力全部傳遞至弦管頂板，設(shè)置PBL加勁肋后可顯著增加弦管頂板與管內(nèi)混凝土的連接力，從而極大地提高節(jié)點(diǎn)承載力。

由此可見(jiàn)：PBL加勁肋在提高鋼管與混凝土界面連接力，顯著提高不等寬節(jié)點(diǎn)的承載力。

圖6 軸向荷載-軸向位移曲線Fig.6 Axial load-axial displacement curve

4 結(jié) 論

筆者從國(guó)內(nèi)外首座矩形鋼管混凝土組合桁梁橋——陜西延安黃延高速公路K15+644車行天橋桁架節(jié)點(diǎn)中萃取出Y型受拉節(jié)點(diǎn)，建立起節(jié)點(diǎn)足尺有限元分析模型，得出如下結(jié)論：

1) 較空鋼管節(jié)點(diǎn)，弦管內(nèi)填混凝土后節(jié)點(diǎn)局部變形減小，但易發(fā)生鋼管與混凝土界面脫粘現(xiàn)象，設(shè)置PBL加勁肋可有效增加鋼管與混凝土界面的黏結(jié)力，阻止界面脫粘，提高節(jié)點(diǎn)抵抗變形能力，解決了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)易受收縮徐變、溫度作用影響而脫粘問(wèn)題，從而提高鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。

2) 較空鋼管節(jié)點(diǎn)，弦管內(nèi)填能在一定程度降低節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中程度，降低彈性工作階段節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力水平，設(shè)置PBL加勁肋后，節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中程度顯著減小，節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力水平明顯降低，從而能夠提高節(jié)點(diǎn)的抗疲勞性能。

3) 較空鋼管節(jié)點(diǎn)，弦管內(nèi)填混凝土后Y型受拉節(jié)點(diǎn)的極限承載力提高達(dá)20%，節(jié)點(diǎn)的抗拉剛度提高達(dá)21%，設(shè)置PBL加勁肋后Y型受拉節(jié)點(diǎn)較空管節(jié)點(diǎn)的極限承載力提高達(dá)25%以上，節(jié)點(diǎn)的抗拉剛度提高達(dá)29%。設(shè)置PBL加勁肋后可顯著增加弦管頂板與管內(nèi)混凝土的連接力，從而極大地提高節(jié)點(diǎn)承載力，這種優(yōu)勢(shì)在不等寬節(jié)點(diǎn)中表現(xiàn)突出。

[1] 曹遠(yuǎn)軍，黃明奎，莊家智，等.矩形鋼管混凝土柱局部屈曲分析[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2010，29(1)：30-32.

CAO Yuanjun，HUANG Mingkui，ZHUANG Jiazhi，et al. Local buckling performance of rectangular concrete-filled steel columns[J].JournalofChongqingJiaotongUniversity(NaturalScience)，2010，29 (1)：30-32.

[2] 程高，劉永健，俞文龍，等.方鋼管混凝土X型節(jié)點(diǎn)受拉力學(xué)性能的非線性有限元分析[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2015，38(3)：358-362.

CHENG Gao，LIU Yongjian，YU Wenlong，et al. Nonlinear finite element analysis of concrete-filled square steel tube X-connections subjected to tension[J].JournalofHefeiUniversityofTechnology(NaturalScience)，2015，38(3)：358-362.

[3] 劉永健，周緒紅，劉君平.主管內(nèi)填混凝土的矩形鋼管X型節(jié)點(diǎn)受拉和受彎性能試驗(yàn)研究[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2009，30(1)：82-86.

LIU Yongjian，ZHOU Xuhong，LIU Junping. Experimental research on rectangular steel tube X-joints with chord concrete-inside subjected to tension and bending[J].JournalofBuildingStructures，2009，30(1)：82-86.

[4] 同濟(jì)大學(xué)，浙江杭蕭鋼構(gòu)股份有限公司.矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程：CECS 159：2004[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2004.

Tongji University，Zhejiang Hangxiao Steel Structure Limited Company.TechnicalSpecificationforStructureswithConcrete-filledRectangularSteelTubeMembers：CECS159：2004[S]. Beijing：China Planning Press，2004.

[5] PACKER J A. Concrete-filled HSS connections[J].JournalofStructuralEngineering，1995，121(3)：458-467.

[6] PACKER J A，HENDERSON J E.空心管結(jié)構(gòu)連接設(shè)計(jì)指南[M].曹俊杰，譯.北京：科學(xué)出版社，1997.

PACKER J A，HENDERSON J E.GuideforStructuralConnectionDesignofHollowTubes[M]. CAO Junjie，translation. Beijing：Science Press，1997.

[7] 程高，劉永健，田智娟，等.PBL加勁型矩形鋼管混凝土不等寬T型節(jié)點(diǎn)受拉性能[J].長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2015，35(3)：83-90.

CHENG Gao，LIU Yongjian，TIAN Zhijuan，et al. Tensile behavior of PBL stiffened concrete-filled rectangular steel tubular unequal T-connections[J].JournalofChang’anUniversity(NaturalScienceEdition)，2015，35(3)：83-90.

[8] 程高，劉永健，邱潔霖，等.PBL加勁型矩形鋼管混凝土不等寬T型節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中系數(shù)分析[J].建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2014，31(4)：74-79.

CHENG Gao，LIU Yongjian，QIU Jielin，et al. Analysis of stress concentration factor on concrete-filled rectangular steel tube T-joints stiffened with PBL[J].JournalofArchitectureandCivilEngineering，2014，31(4)：74-79.

[9] 劉亮.矩形鋼管混凝土組合桁架連續(xù)梁橋試設(shè)計(jì)研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2013.

LIU Liang.ExperimentallyDesignandStudyofCompositeTrussedContinuousBeamBridgewithConcrete-FilledRectangularSteelTube[D]. Xi’an：Chang’an University，2013.

[10] Abaqus Inc.AbaqusAnalysisUser’sManual2010[M]. Providence，Rhode Island：AbaqusInc，2010.

[11] 中國(guó)建筑科學(xué)研究院.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50010—2010[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.

China Academy of Building Research.CodeforDesignofConcreteStructures：GB50010—2010[S]. Beijing：China Architecture & Building Press，2011.

[12] 程高.PBL加勁型矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)工作機(jī)理研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2015.

CHENG Gao.ResearchontheMechanismofRectangularConcrete-filledSteelTubeStructureStiffenedwithPBL[D]. Xi’an：Chang’an University，2015.

[13] 楊世聰，王福敏，渠平.核心混凝土脫空對(duì)鋼管混凝土構(gòu)件力學(xué)性能的影響[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2008，27(3)：360-365.

YANG Shicong，WANG Fumin，QU Ping. Brief introduction to the core concrete’s empty influence on the mechanical performance of concrete filled steel tube components[J].JournalofChongqingJiaotongUniversity(NaturalScience)，2008，27(3)：360-365.

Mechanical Behavior Analysis on Y-Type Tension Joint ofRectangular Concrete-Filled Steel Tube Truss

XIANG Zhongbao1，WANG Wei1，CHENG Gao2，NIE Jiliang1，CHANG Qizhong1

(1. CCCC Tunnel of the Second Engineering Company Limited，Xi’an 710100，Shaanxi，P. R. China; 2. School of Highway，Chang’an University，Xi’an 710064，Shaanxi，P. R. China)

Taking a rectangular concrete-filled steel tubular truss bridge as an example，the K-type connections were divided into Y-type tension joints and Y-type compression joints. The nonlinear finite element analysis model was established from the most basic Y-type tensile joints. The influence of the parameters such as the concrete filled in the chord and the PBL stiffener on the deformation，failure mode and stress distribution of the joints were analyzed. The results show that filling concrete in steel tube can increase anti-deformation ability and reduce stress level of the joints，but the phenomenon of debonding between the steel pipe and concrete is easy to occur; setting PBL stiffener can effectively increase the bonding force of the interface between steel and concrete，prevent interface debonding，greatly improve the node deformation resistance，obviously decrease the node stress level and effectively improve the ultimate bearing csapacity of the node and the node stiffness.

bridge engineering; concrete-filled steel tube; truss; tension joint; Y-connection; ultimate bearing capacity; finite element analysis

10.3969/j.issn.1674-0696.2017.12.01

2016-07-01；

2016-11-08

中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)資助項(xiàng)目(310821161004)

向忠寶(1982—)，男，四川綿陽(yáng)人，工程師，主要從事橋梁工程方面的工作。E-mail：1337076901@qq.com。

程 高(1988—)，男，河南泌陽(yáng)人，工程師，博士，主要從事橋梁工程方面的研究。E-mail：1255726999@qq.com。

U441+.5

A

1674-0696(2017)12-001-05

劉韜)