本文選題：鉆孔釋放 + 鋼筋銹蝕�。� 參考：《東北大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：在役預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)損傷是造成橋梁承載力不足的主要原因,這些損傷主要包括鋼筋銹蝕、預(yù)應(yīng)力水平降低、混凝土強(qiáng)度下降、截面缺損和裂縫等。其中混凝上截面缺損和裂縫可直接簡(jiǎn)單測(cè)量,混凝土的強(qiáng)度下降也可由回彈法或鉆孔取芯法測(cè)量。在役混凝土梁在不破壞的情況下,鋼筋的銹蝕無(wú)法直接測(cè)量,在無(wú)預(yù)埋傳感器的情況下,預(yù)應(yīng)力水平的降低也無(wú)法直接測(cè)量。本文以鋼筋銹蝕和預(yù)應(yīng)力水平下降這兩類損傷的量化研究為出發(fā)點(diǎn),基于混凝土的損傷理論,通過(guò)試驗(yàn)和有限元模擬,對(duì)各種損傷侵蝕下的在役預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝上梁開展安全性評(píng)價(jià)研究,主要內(nèi)容如下：首先,基于鉆孔釋放的原理,通過(guò)有限元手段、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)預(yù)應(yīng)力梁的鉆孔試驗(yàn)與在役混凝土橋梁的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),通過(guò)測(cè)量混凝土內(nèi)的應(yīng)力水平反推預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)應(yīng)力水平,通過(guò)與設(shè)計(jì)初值的比較,引入預(yù)應(yīng)力筋名義銹蝕率的概念把預(yù)應(yīng)力筋預(yù)應(yīng)力的下降等效到名義銹蝕率上來(lái)。具體如下：(1)基于混凝土的彈塑性損傷理論與ABAQUS生死單元模塊模擬了混凝土鉆孔應(yīng)力/應(yīng)變釋放的初步規(guī)律；(2)通過(guò)室內(nèi)與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)一步探討了應(yīng)力/應(yīng)變釋放規(guī)律、最大釋放率及影響因素,并據(jù)此給出了被測(cè)點(diǎn)混凝上的應(yīng)力水平和釋放工藝過(guò)程,為工程應(yīng)用打下良好基礎(chǔ)；(3)基于混凝上的應(yīng)力水平推導(dǎo)了預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力水平,進(jìn)而計(jì)算了預(yù)應(yīng)力筋的名義銹蝕率,為安全性評(píng)價(jià)提供合理數(shù)據(jù)。其次,依據(jù)不同部位鋼筋的銹蝕特點(diǎn)可分為均勻銹蝕和非均勻銹蝕兩種情況,對(duì)于均勻銹脹,考慮銹蝕產(chǎn)物在界面間隙和裂縫中的填充效應(yīng),對(duì)Bazant理論模型進(jìn)行修正,同時(shí)引入損傷的概念對(duì)混凝土保護(hù)層內(nèi)環(huán)向應(yīng)力進(jìn)行修正,建立了混凝上保護(hù)層開裂時(shí)的銹脹力與鋼筋臨界銹蝕率的損傷模型。對(duì)于非均勻銹脹,考慮銹蝕產(chǎn)物在界面間隙和裂縫中的填充效應(yīng),以ABAQUS為平臺(tái),基于USDFLD子程序,建立鋼筋混凝土銹脹開裂的有限元模型,討論了鋼筋直徑、保護(hù)層厚度、銹脹系數(shù)等因素對(duì)臨界銹蝕率的影響。在這兩種模型的基礎(chǔ)上,結(jié)合Vidal模型,建立裂紋寬度與銹蝕率的關(guān)系。最后,基于有限元模型討論了不同載荷下鋼筋銹蝕、混凝土強(qiáng)度下降、混凝土截面缺損以及豎向裂縫四種典型損傷對(duì)于梁撓度的影響,并將主要損傷進(jìn)行兩兩結(jié)合分析,探討其相關(guān)性。應(yīng)用理論分析法討論了各類損傷對(duì)梁的抗彎承載力及抗剪承載力的影響,并據(jù)此給出了各類損傷的權(quán)重。在此基礎(chǔ)上建立基于規(guī)范及損傷相關(guān)性的扣分評(píng)價(jià)方法,并與基于規(guī)范的扣分評(píng)價(jià)方法比較,探討兩種方法的優(yōu)點(diǎn)與不足。并以后丁香橋?yàn)槔?把檢測(cè)方法與安全評(píng)價(jià)方法應(yīng)用在現(xiàn)役橋梁上,取得了良好的效果。
[Abstract]:The structural damage of in-service prestressed concrete bridges is the main cause of the lack of bearing capacity of the bridge. These damage mainly include the corrosion of steel bar, the reduction of prestress level, the decrease of concrete strength, the section defect and crack, and so on. The defect and crack of the upper section of concrete can be measured directly and simply, and the strength of concrete can also be measured by rebound method or drill core method. The corrosion of steel bars can not be measured directly without the failure of in-service concrete beams, and the reduction of prestressing force level can not be measured directly in the absence of preset sensors. In this paper, based on the damage theory of concrete, based on the quantitative study of the corrosion of steel bar and the reduction of the prestress level, the experiments and finite element simulation are carried out. The main contents of this paper are as follows: firstly, based on the principle of borehole release, finite element method is used to evaluate the safety of concrete reinforced concrete beams in service under various damage and erosion. The experiment of drill hole of prestressed beam in laboratory and the field test of in-service concrete bridge, through measuring the stress level in concrete and pushing back the prestress level of prestressed tendons, and comparing with the initial design value, By introducing the concept of nominal corrosion rate of prestressed tendons, the reduction of prestressing force of prestressed tendons is equivalent to the nominal corrosion rate. (1) based on the elastic-plastic damage theory of concrete and the ABAQUS birth and death element module, the preliminary law of stress / strain release from concrete boreholes is simulated. The maximum release rate and the influencing factors are given, and the stress level and the process of release on the coagulant at the measured point are given. The stress level of the prestressed tendons is deduced based on the stress level on the basis of the stress level on the basis of which a good foundation is laid for engineering application. Furthermore, the nominal corrosion rate of prestressed tendons is calculated, which provides reasonable data for safety evaluation. Secondly, according to the corrosion characteristics of steel bars in different parts, it can be divided into two cases: uniform corrosion and non-uniform corrosion. Considering the filling effect of corrosion products in interfacial gap and crack, the Bazant theoretical model is modified. At the same time, the concept of damage is introduced to modify the inner circumferential stress of concrete cover, and the damage model of corrosion expansion force and critical corrosion rate of steel bar is established. Considering the filling effect of corrosion products in interfacial gap and crack, the finite element model of corrosion expansion cracking of reinforced concrete is established based on USDFLD subroutine based on ABAQUS, and the diameter of steel bar and thickness of protective layer are discussed. The influence of factors such as the coefficient of rust expansion on the critical corrosion rate. On the basis of these two models, the relationship between crack width and corrosion rate is established by combining with Vidal model. Finally, based on the finite element model, the effects of four kinds of typical damage, such as corrosion of steel bar, decrease of concrete strength, defect of concrete section and vertical crack, on beam deflection are discussed, and the main damage is analyzed by pairwise analysis. To explore its relevance. The influence of various kinds of damage on the flexural and shear bearing capacity of beams is discussed by means of theoretical analysis, and the weight of various kinds of damage is given. On the basis of this, the evaluation method based on criterion and damage correlation is established, and the advantages and disadvantages of the two methods are discussed compared with the method based on criterion. In the future, the clove bridge is used as an example, the detection method and the safety evaluation method are applied to the existing bridges, and good results are obtained.
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU378.2

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6 馬t，

本文編號(hào)：1801636