發(fā)布時(shí)間：2020-06-27 02:14

【摘要】：預(yù)應(yīng)力混凝土梁作為橋梁工程中常用的結(jié)構(gòu)形式,多用于公路網(wǎng)中、小跨徑橋梁。季凍區(qū)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁在運(yùn)營中,其組成材料在氣候、環(huán)境等自然因素的影響下會(huì)逐漸發(fā)生老化,而日益增加的汽車荷載作用使橋梁構(gòu)件的力學(xué)性能不斷衰減,加之早期橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范中設(shè)計(jì)荷載與現(xiàn)行規(guī)范之間的差異,導(dǎo)致在役預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁多處于帶裂縫工作階段。裂縫將會(huì)危及橋梁的安全性與耐久性,所以需要對(duì)結(jié)構(gòu)修補(bǔ)加固處理。為了設(shè)計(jì)維修改造方案和確定維修的優(yōu)先級(jí),必須確定帶裂縫的預(yù)應(yīng)力混凝土梁的使用情況和剩余使用壽命,進(jìn)而做出科學(xué)合理的維修改造方案。因此,對(duì)在役帶裂縫工作的預(yù)應(yīng)力混凝土梁承載能力評(píng)價(jià)和剩余使用壽命研究具有重要的工程使用價(jià)值。本論文結(jié)合遼寧省交通廳科技項(xiàng)目“既有橋梁承載能力評(píng)價(jià)及加固技術(shù)研究(201512)”和“中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(2572017AB01)”,對(duì)10片季凍區(qū)服役20年的預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁開展了抗彎承載力和抗剪承載力退化機(jī)理試驗(yàn)研究。在試驗(yàn)梁受彎受剪靜力荷載試驗(yàn)基礎(chǔ)上,重點(diǎn)分析了預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁受力響應(yīng)變化規(guī)律、受彎和受剪承載力、彎曲裂縫寬度變化規(guī)律、受彎區(qū)豎向開裂對(duì)截面抗彎剛度退化影響、斜裂縫寬度變化規(guī)律、剪壓區(qū)斜向開裂對(duì)截面抗剪剛度退化影響。論文對(duì)季凍區(qū)服役20年的預(yù)應(yīng)力混凝土空心板試驗(yàn)梁進(jìn)行了專項(xiàng)檢測、材料性能和承載力試驗(yàn),在此基礎(chǔ)上建立ANSYS有限元模型,通過試驗(yàn)梁荷載試驗(yàn)測量值與有限元計(jì)算值對(duì)比,對(duì)季凍區(qū)服役20年的預(yù)應(yīng)力混凝土空心板試驗(yàn)梁受力響應(yīng)狀態(tài)和承載力作出評(píng)價(jià);以粘結(jié)-滑移理論為基礎(chǔ),考慮梁內(nèi)不同類型鋼筋間的應(yīng)力重分布問題,確定鋼筋應(yīng)力分配系數(shù),給出了預(yù)應(yīng)力混凝土梁彎曲裂縫寬度計(jì)算的數(shù)值模型;結(jié)合截面非線性分析計(jì)算理論,研究了預(yù)應(yīng)力混凝土梁自截面開裂到破壞階段全過程截面抗彎剛度隨彎曲裂縫開展的變化規(guī)律,提出了以裂縫特征為參數(shù)的預(yù)應(yīng)力混凝土梁抗彎剛度損失的計(jì)算方法;分析了不同剪跨比對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁結(jié)構(gòu)剪壓區(qū)斜裂縫發(fā)展的影響規(guī)律,建立了以剪跨比為參數(shù)的預(yù)應(yīng)力混凝土梁斜裂縫寬度計(jì)算公式;以現(xiàn)有剪切剛度退化模型和斜裂縫寬度計(jì)算公式為基礎(chǔ),建立了以預(yù)應(yīng)力混凝土梁斜裂縫最大寬度計(jì)算有效剪切剛度的分析模型,定量的分析了斜裂縫開裂對(duì)剪切剛度的影響;根據(jù)季凍區(qū)環(huán)境特點(diǎn),建立了混凝土和預(yù)應(yīng)力鋼筋材料性能退化計(jì)算模型,結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理給出了預(yù)應(yīng)力混凝土梁的時(shí)變抗力退化計(jì)算模型,在運(yùn)營荷載基礎(chǔ)上分析了時(shí)變可靠度,并進(jìn)行了中國季凍區(qū)預(yù)應(yīng)力混凝土梁剩余使用壽命預(yù)測。論文通過對(duì)季凍區(qū)在役預(yù)應(yīng)力混凝土梁試驗(yàn)研究和數(shù)值分析,得到的計(jì)算公式和模型為季凍區(qū)在役預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋設(shè)計(jì)驗(yàn)算、加固維修以及管理養(yǎng)護(hù)策略提供了依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U441
【圖文】：

凝土空心板橫向聯(lián)系采用企口式鉸接法連接。為研究在季凍區(qū)服役２０年的預(yù)應(yīng)力混凝逡逑土空心板梁的受力特性，同時(shí)為后續(xù)新建其他道路橋梁采用本板梁設(shè)計(jì)提供依據(jù)，本文逡逑選取拆除板梁中外觀較為完整的１０片進(jìn)行破壞性試驗(yàn)。下圖２－１為季凍區(qū)在役預(yù)應(yīng)力逡逑混凝土空心板試驗(yàn)梁所處的地理位置和原橋板位置示意。逡逑Xu逡逑圖２－１試驗(yàn)梁位置逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｐｏｓｉｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｔｅｓｔ邋ｂｅａｍｓ逡逑預(yù)應(yīng)力混凝土空心板試驗(yàn)梁的計(jì)算跨徑為１５．６ｍ，斜交角為９０°，寬度為９９ｃｍ，高逡逑度７０ｃｍ，中心挖空截面為圓型直徑５０ｃｍ，頂板厚度為８ｃｍ、底板厚度為１２ｃｍ，空心逡逑板采用Ｃ４０混凝土澆筑。試驗(yàn)梁內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼筋采用彡，１５．２４邋（７彳５）鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度逡逑１８６０ＭＰａ，張拉控制應(yīng)力１３９５ＭＰａ，縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋為ＨＲＢ３３５級(jí)直徑１２ｍｍ的鋼逡逑筋，箍筋為Ｑ２３５直徑８ｍｍ的鋼筋。下圖２－２給出試驗(yàn)梁鋼筋和截面構(gòu)造圖。逡逑＞＿８？＿ｔ逡逑Ａ邋８箍筋邐４根Ｂ邋１２普通鋼筋邐８．５邋．＾，２６＾，２３＾邋８．５逡逑：１＾邐＾＇１邐１邋ｙ邋１＾＝＇邐＾邋＾逡逑．．ｎ．邐Ｉｌ４根５鋼絞線＋２根Ｂ邋１２普通鋼筋邐１４根７．４邋５鋼絞線逡逑１８｜邐９ｘ１０邐１，邐６９ｘ２０邐ｊ

凝土空心板橫向聯(lián)系采用企口式鉸接法連接。為研究在季凍區(qū)服役２０年的預(yù)應(yīng)力混凝逡逑土空心板梁的受力特性，同時(shí)為后續(xù)新建其他道路橋梁采用本板梁設(shè)計(jì)提供依據(jù)，本文逡逑選取拆除板梁中外觀較為完整的１０片進(jìn)行破壞性試驗(yàn)。下圖２－１為季凍區(qū)在役預(yù)應(yīng)力逡逑混凝土空心板試驗(yàn)梁所處的地理位置和原橋板位置示意。逡逑Xu逡逑圖２－１試驗(yàn)梁位置逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｐｏｓｉｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｔｅｓｔ邋ｂｅａｍｓ逡逑預(yù)應(yīng)力混凝土空心板試驗(yàn)梁的計(jì)算跨徑為１５．６ｍ，斜交角為９０°，寬度為９９ｃｍ，高逡逑度７０ｃｍ，中心挖空截面為圓型直徑５０ｃｍ，頂板厚度為８ｃｍ、底板厚度為１２ｃｍ，空心逡逑板采用Ｃ４０混凝土澆筑。試驗(yàn)梁內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼筋采用彡，１５．２４邋（７彳５）鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度逡逑１８６０ＭＰａ，張拉控制應(yīng)力１３９５ＭＰａ，縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋為ＨＲＢ３３５級(jí)直徑１２ｍｍ的鋼逡逑筋，箍筋為Ｑ２３５直徑８ｍｍ的鋼筋。下圖２－２給出試驗(yàn)梁鋼筋和截面構(gòu)造圖。逡逑＞＿８？＿ｔ逡逑Ａ邋８箍筋邐４根Ｂ邋１２普通鋼筋邐８．５邋．＾，２６＾，２３＾邋８．５逡逑：１＾邐＾＇１邐１邋ｙ邋１＾＝＇邐＾邋＾逡逑．．ｎ．邐Ｉｌ４根５鋼絞線＋２根Ｂ邋１２普通鋼筋邐１４根７．４邋５鋼絞線逡逑１８｜邐９ｘ１０邐１，邐６９ｘ２０邐ｊ

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2731199