PC箱梁橋腹板開裂后的疲勞性能研究
本文選題:預(yù)應(yīng)力混凝土 + 箱梁; 參考:《長沙理工大學(xué)》2015年碩士論文
【摘要】:預(yù)應(yīng)力混凝土(PC)箱梁橋自上世紀初首次建造至今,國內(nèi)外已經(jīng)得到了廣泛的使用。同時,我國經(jīng)濟的迅猛騰飛大力推動了交通行業(yè)的發(fā)展,車輛荷載趨于重型化,交通運輸呈現(xiàn)出“大流量、超重和渠化交通”的特點;許多地區(qū)的在役PC箱梁橋呈現(xiàn)出腹板斜向開裂,輕則縮短服役年限,重則直接威脅其正常使用。為了探明PC箱梁橋腹板開裂后重復(fù)荷載作用對其性能的影響,本文做了仔細的研究分析,主要工作及成果如下:1、參閱了許多的國內(nèi)外資料文獻,詳細介紹了PC結(jié)構(gòu)及其材料組成物的疲勞性能研討歷程;介紹了傳統(tǒng)疲勞壽命研究手段和以斷裂力學(xué)為基礎(chǔ)的疲勞裂紋擴展壽命分析方法及其求解過程。為本文的研究提供了思路及理論依據(jù)。2、本文開展了一個大型的包含有12片PC箱梁的實驗室試驗:其中3片梁進行靜加載,3片進行兩級變幅加載,6片進行等幅加載,全面分析了荷載變化情況、箍筋應(yīng)變發(fā)展歷程、斜裂縫的開展特征以及影響箍筋應(yīng)變和裂縫開展的相關(guān)因素等對其開裂后性能的影響,仔細觀察分析了試驗現(xiàn)象和實測數(shù)據(jù)。3、通過實測數(shù)據(jù)來結(jié)合理論分析,推導(dǎo)出重復(fù)加載時PC箱梁箍筋的有效應(yīng)變計算式,并且提出了循環(huán)加載時PC箱梁的斜裂縫寬度計算公式;可以對斜裂縫寬度進行定量計算,計算精度能夠滿足使用要求;對比了國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范中關(guān)于裂紋寬度計算的規(guī)定。4、建立了PC箱梁剛度退化模型及其相關(guān)聯(lián)的承載力退化模型,研究了PC箱梁在重復(fù)加載過程中的剛度及承載力退化規(guī)律,為研究實際橋梁結(jié)構(gòu)的剩余承載能力提供了依據(jù);通過計算證明了基于斷裂力學(xué)的裂紋擴展分析方法可以用于PC箱梁的疲勞壽命預(yù)測,但需要進一步完善研究。
[Abstract]:Prestressed concrete (PC) box girder bridge has been widely used at home and abroad since it was first built at the beginning of last century. At the same time, the rapid development of our country's economy has greatly promoted the development of the transportation industry, the vehicle load tends to be heavy, and the traffic and transportation has the characteristics of "large flow, overweight and canal traffic". In many areas, the existing PC box girder bridges show inclined cracking of webs, which shorten the service life and threaten the normal use of the bridges. In order to find out the effect of repeated load on the web of PC box girder bridge after cracking, this paper makes a careful study and analysis. The main work and results are as follows: 1. The research process of fatigue properties of PC structure and its components is introduced in detail, and the traditional means of fatigue life research and the analysis method of fatigue crack propagation life based on fracture mechanics and its solution process are introduced. This paper provides the train of thought and theoretical basis for the research of this paper. In this paper, a large laboratory experiment with 12 PC box girders is carried out: 3 beams are subjected to static loading and 3 pieces are subjected to two-stage variable amplitude loading and 6 pieces are subjected to equal amplitude loading. The influence of load variation, development history of stirrups strain, development characteristics of oblique cracks and related factors affecting stirrups strain and crack development on their post-cracking performance are analyzed. The experimental phenomena and measured data .3 are carefully observed and analyzed. The formula for calculating the effective strain of the stirrups of PC box girder under repeated loading is derived by combining the theoretical analysis with the measured data, and the formula for calculating the width of inclined cracks of PC box girder under cyclic loading is put forward. The slant crack width can be calculated quantitatively, and the calculation precision can meet the requirements of application. Compared with the domestic and foreign regulations about the calculation of crack width, the stiffness degradation model of PC box girder and its associated bearing capacity degradation model are established. The stiffness and bearing capacity degradation law of PC box girder during repeated loading is studied, which provides the basis for studying the residual bearing capacity of practical bridge structure. It is proved by calculation that the crack propagation analysis method based on fracture mechanics can be used to predict the fatigue life of PC box girder, but further research is needed.
【學(xué)位授予單位】:長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:U441.4
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,本文編號:1921729
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