【摘要】：隨著交通運輸事業(yè)的不斷發(fā)展,交通需求和橋梁實際承載能力之間矛盾日益凸顯。當(dāng)既有橋梁承載能力不能滿足交通需求時,社會經(jīng)濟(jì)效益較好的辦法是對橋梁進(jìn)行加固改造,以提升其承載能力。因此加固后橋梁承載能力評定具有重要工程意義,而對于加固之后橋梁承載能力具體評定方法規(guī)范沒有相關(guān)規(guī)定,相關(guān)研究也很少,亟待研究解決。本文在總結(jié)常見加固方法基礎(chǔ)上,以某碳纖維布(CFRP)加固的20m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心板梁橋為背景,首先對加固后承載能力計算方法進(jìn)行研究,并利用ANSYS建立單片預(yù)應(yīng)力空心板梁模型對計算方法進(jìn)行驗證。然后在《公路橋梁承載能力評定規(guī)程》(TJG/T J21-2011)(以下簡稱《評定規(guī)程》)基礎(chǔ)上,針對CFRP加固后橋梁的特點,建立CFRP加固鋼筋混凝土梁橋的技術(shù)狀況評價指標(biāo),引入CFRP加固后空鼓、粘結(jié)狀況等評價指標(biāo),建立CFRP黏結(jié)強(qiáng)度設(shè)計計算方法和試驗測試方法,并給出各指標(biāo)的推薦性評價標(biāo)準(zhǔn)。對檢算系數(shù)、承載能力折減系數(shù)確定方法進(jìn)行修正。最后利用荷載試驗進(jìn)行加固后承載能力評定,并提出加固后橋梁荷載試驗的要求和CFRP加固橋梁荷載試驗校驗系數(shù)取值范圍,建立ANSYS有限元模型與荷載試驗實測結(jié)果進(jìn)行對比分析,并對加固效果進(jìn)行分析。根據(jù)論文的研究可以得出:本文建立的CFRP加固預(yù)應(yīng)力空心板梁的承載能力計算方法能夠滿足計算要求;CFRP加固橋梁新增評價指標(biāo)及評定標(biāo)準(zhǔn)、修正后的檢算系數(shù)、承載能力折減系數(shù)確定方法對于加固后橋梁更加合理。CFRP粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計值計算方法及粘結(jié)強(qiáng)度評定標(biāo)準(zhǔn)合理;荷載試驗綜合評價表明該橋加固后承載能力滿足要求,加固效果良好。CFRP加固能有效抑制梁體裂縫的開展,極限承載力大幅提高,受壓區(qū)混凝土加固前后應(yīng)力基本沒有變化,梁底混凝土所受最大拉應(yīng)力值減小,受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼絞線應(yīng)力值減小,中和軸下移,說明CFRP加固能改善結(jié)構(gòu)梁橋受力性能,提高結(jié)構(gòu)承載能力。
[Abstract]:With the continuous development of transportation, the contradiction between traffic demand and actual bearing capacity of bridges is becoming increasingly prominent. When the bearing capacity of the existing bridge can not meet the traffic demand, the better method of social and economic benefit is to strengthen and transform the bridge in order to enhance its bearing capacity. Therefore, the evaluation of the bearing capacity of strengthened bridges is of great engineering significance, but there are no relevant rules and regulations for the concrete assessment methods of the bridge's bearing capacity after reinforcement, and there are few related studies, which need to be studied and solved urgently. On the basis of summing up the common reinforcement methods and taking a 20m prestressed reinforced concrete hollow slab girder bridge strengthened with carbon fiber sheet (CFRP) as the background, this paper first studies the calculation method of the bearing capacity after reinforcement. The calculation method is verified by using ANSYS to build a single prestressed hollow slab beam model. Then, based on TJG/T J21-2011 (TJG/T J21-2011), according to the characteristics of the bridge strengthened by CFRP, the evaluation index of the technical condition of reinforced concrete girder bridge strengthened by CFRP is established, and the hollow drum is introduced into the reinforced concrete bridge strengthened by CFRP. The calculation method of CFRP bond strength design and test method are established, and the recommended evaluation criteria of each index are given. The determination method of checking coefficient and load capacity reduction coefficient is modified. Finally, load test is used to evaluate the load capacity of strengthened bridge, and the requirements of load test of strengthened bridge and the range of check coefficient of load test for CFRP strengthened bridge are put forward. The ANSYS finite element model is established and the measured results of load test are compared and analyzed. According to the research of this paper, it can be concluded that the calculation method of bearing capacity of prestressed hollow slab beam strengthened by CFRP in this paper can meet the requirements of calculation, such as the new evaluation index and evaluation standard, and the revised checking coefficient. The calculation method of the design value of CFRP bond strength and the evaluation standard of bond strength are more reasonable, the comprehensive evaluation of load test shows that the bearing capacity of the bridge after strengthening meets the requirements. The reinforcement effect is good. CFRP can effectively restrain the crack development of beam body, the ultimate bearing capacity is greatly increased, the stress of concrete in compression zone before and after strengthening is basically unchanged, and the maximum tensile stress of concrete under beam decreases. The stress value of prestressed steel strands in tension zone is reduced and the axis is shifted down, which indicates that CFRP reinforcement can improve the mechanical performance of structural beam bridges and increase the bearing capacity of the structures.
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U445.72

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本文編號：2181558