發(fā)布時間：2017-10-12 11:37

  本文關(guān)鍵詞：自應(yīng)力混凝土橋面鋪裝在連續(xù)橋梁中的結(jié)構(gòu)潛能

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【摘要】：在橋梁體系中,橋面鋪裝層既是主體結(jié)構(gòu)的保護(hù)層,也是橋梁體系與外部荷載直接接觸的受力層,其質(zhì)量及健康程度直接影響到行車安全和舒適程度以及橋梁主體結(jié)構(gòu)的耐久性。鋼纖維自應(yīng)力混凝土(SFRSSC,Steel Fiber Reinforced Self-stressing Concrete)因自應(yīng)力混凝土的硬化膨脹受鋼纖維三個方向的限制而產(chǎn)生一定的預(yù)壓應(yīng)力,混凝土基體更加致密,其抗裂性能和耐久性都得到很大的提升,是橋面鋪裝的理想材料。同時,鋼纖維自應(yīng)力混凝土做橋面鋪裝后,其內(nèi)部的自應(yīng)力值會對橋梁體系的整體結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生有利影響,該部分結(jié)構(gòu)潛能在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工過程中不應(yīng)被忽略。本文基于這一問題,依托國家自然科學(xué)基金重點項目(41430642)、國家自然科學(xué)基金青年基金項目(51108207)、中國博士后科學(xué)基金項目(2015M581403)和凍土工程國家重點實驗室開放基金(SKLFSE201514)的資助,對鋼纖維自應(yīng)力混凝土用于橋面鋪裝層時其對橋梁整體受力的結(jié)構(gòu)潛能進(jìn)行了以下研究:(1)基于單跨倒T形疊合梁試驗,模擬分析了鋼纖維自應(yīng)力混凝土作為橋面鋪裝層時支座負(fù)彎矩區(qū)的受彎性能。鋼纖維自應(yīng)力混凝土大幅提高了疊合梁的開裂荷載,抑制了裂縫的發(fā)展速度和延伸高度。(2)利用有限元分析軟件對單跨倒T形疊合梁試驗進(jìn)行了非線性數(shù)值分析,研究了不同自應(yīng)力值對試驗梁抗彎性能的影響。得到對于本次試驗梁合理的自應(yīng)力值為1.5Mpa~2.5Mpa之間。(3)通過兩跨連續(xù)T形疊合梁抗彎試驗,對鋼纖維自應(yīng)力混凝土應(yīng)用于連續(xù)橋梁橋面鋪裝的工況進(jìn)行了研究分析。結(jié)果表明,鋼纖維自應(yīng)力混凝土對中支座截面開裂荷載提升效果明顯,對跨中開裂荷載以及梁的屈服荷載影響不大。同時,加載過程中,鋼纖維自應(yīng)力混凝土對試驗梁裂縫的出現(xiàn)有明顯的延遲作用,豎向裂縫的發(fā)展速度和發(fā)展高度也受到抑制。(4)對兩跨連續(xù)T形疊合梁試驗也進(jìn)行了非線性數(shù)值模擬,研究了不同鋼纖維自應(yīng)力鋪裝長度對兩跨連續(xù)T形疊合梁抗彎性能的影響,確定出合理的鋼纖維自應(yīng)力混凝土鋪裝長度為連續(xù)梁跨度的1/3~1/2。(5)對單跨試驗梁和兩跨試驗梁中間支座處的混凝土截面受力進(jìn)行了理論分析,建立了截面開裂荷載的計算模型,理論計算值與試驗值以及數(shù)值模擬分析值吻合較好。(6)建立足尺鋼纖維自應(yīng)力混凝土用于橋面鋪裝的連續(xù)混凝土橋梁數(shù)值模型,對鋼纖維自應(yīng)力混凝土橋面鋪裝的工況進(jìn)行了有限元分析。結(jié)果表明,鋼纖維自應(yīng)力混凝土是理想的橋面鋪裝材料,其內(nèi)部的自應(yīng)力值可以一定程度上減小橋梁中支座彎矩,對于中支座負(fù)彎矩區(qū)的混凝土開裂有很好的抑制作用。同時,只在負(fù)彎矩區(qū)鋪裝自應(yīng)力混凝土?xí)r,自應(yīng)力對跨中截面的不利影響很小,可忽略不計。
【關(guān)鍵詞】：自應(yīng)力混凝土 橋面鋪裝 疊合梁 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U443.33
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 橋面鋪裝設(shè)計及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 自應(yīng)力混凝土的發(fā)展與研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 鋼纖維自應(yīng)力混凝土研究現(xiàn)狀14-15
• 1.5 主要研究工作15-16
• 第2章 混凝土材料力學(xué)性能試驗16-23
• 2.1 自應(yīng)力混凝土(SSC，Self-stressing Concrete)16-17
• 2.2 選用材料17-19
• 2.3 纖維混凝土的澆筑和養(yǎng)護(hù)19-20
• 2.4 混凝土配合比20-21
• 2.5 混凝土基本力學(xué)性能21-22
• 2.6 本章小結(jié)22-23
• 第3章 單跨倒T形疊合梁抗彎性能試驗23-37
• 3.1 試驗設(shè)計23-24
• 3.2 試件制備24-26
• 3.3 試驗結(jié)果分析26-29
• 3.3.1 裂縫發(fā)展情況26-28
• 3.3.2 荷載位移曲線分析28-29
• 3.4 理論分析部分29-31
• 3.5 單跨倒T形疊合梁數(shù)值模擬分析31-36
• 3.5.1 建模31-32
• 3.5.2 單跨倒T形疊合梁數(shù)值模擬結(jié)果分析32-34
• 3.5.3 自應(yīng)力值不同時單跨試驗梁的模擬分析34-36
• 3.6 本章小結(jié)36-37
• 第4章 兩跨連續(xù)疊合T梁抗彎試驗研究37-50
• 4.1 試驗設(shè)計37-38
• 4.2 試件制備38-39
• 4.3 兩跨連續(xù)T形疊合梁試驗結(jié)果分析39-43
• 4.3.1 荷載位移曲線分析39-41
• 4.3.2 裂縫發(fā)展情況41-43
• 4.4 兩跨連續(xù)T形疊合梁數(shù)值模擬43-49
• 4.4.1 建模43-44
• 4.4.2 兩跨連續(xù)疊合T梁數(shù)值模擬結(jié)果分析44-46
• 4.4.3 疊合層鋼纖維自應(yīng)力混凝土澆筑長度對試驗梁抗彎性能的影響46-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 第5章 鋼纖維自應(yīng)力混凝土橋面鋪裝數(shù)值模擬50-62
• 5.1 概述50-54
• 5.1.1 研究方案50-51
• 5.1.2 混凝土非線性分析51
• 5.1.3 單元選擇及基本參數(shù)51-52
• 5.1.4 荷載52-54
• 5.1.5 APDL求解SOLID65單元截面內(nèi)力的思路54
• 5.2 橋梁結(jié)構(gòu)建模54-57
• 5.3 計算結(jié)果分析57-61
• 5.3.1 SFRSSC自應(yīng)力作用對橋梁內(nèi)力的影響57-58
• 5.3.2 車輛荷載58-59
• 5.3.3 重力荷載作用59-60
• 5.3.4 數(shù)據(jù)整理分析60-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 第6章 結(jié)論與展望62-65
• 6.1 本文工作的總結(jié)62-63
• 6.2 研究前景與展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-71
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的科研成果71-72
• 致謝72

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高學(xué)善;;自應(yīng)力混凝土的發(fā)展和應(yīng)用[J];冶金建筑;1980年08期

2 李世龍;;能源消耗與自應(yīng)力混凝土管[J];混凝土與水泥制品;1981年01期

3 李生慶;鐵大武;;對硅酸鹽自應(yīng)力混凝土及其壓力管一些技術(shù)問題的探討[J];沈陽建筑工程學(xué)院學(xué)報;1987年Z1期

4 李世龍;;制管用自應(yīng)力混凝土的配合比設(shè)計[J];混凝土與水泥制品;1992年05期

5 楊瑞珊;;自應(yīng)力混凝土管的現(xiàn)狀和展望[J];混凝土與水泥制品;1993年05期

6 阮起楠,于緣寶;自應(yīng)力管(300～600mm)轉(zhuǎn)為一階段生產(chǎn)的一次成功的嘗試[J];混凝土與水泥制品;1999年05期

7 姜峰,黃承逵,戴建國;自應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)限制膨脹過程有限元法分析[J];大連理工大學(xué)學(xué)報;2001年05期

8 ;自應(yīng)力混凝土，

本文編號：1018492