系桿鋼桁拱橋與三角剛架組合體系是一種新型的橋梁結(jié)構(gòu)形式,具備受力性能好、承載能力高等優(yōu)點(diǎn),并且能產(chǎn)生活潑動(dòng)感、線條優(yōu)美的外型。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于此類橋型的損傷機(jī)理、病害防治等研究還不多。我國(guó)某座特大橋采用這種組合體系形式,在其運(yùn)營(yíng)期內(nèi),部分三角剛架預(yù)應(yīng)力混凝土系桿逐漸出現(xiàn)了開裂現(xiàn)象。裂縫的存在會(huì)影響橋梁使用,降低橋梁的安全性和耐久性。本文以該橋的施工監(jiān)控和健康監(jiān)測(cè)作為研究基礎(chǔ),開展三角剛架預(yù)應(yīng)力混凝土系桿開裂機(jī)理研究,對(duì)橋梁病害分析是一次有益的嘗試,且對(duì)工程具有重要的指導(dǎo)意義。本文工作主要分為四個(gè)部分:(1)研究現(xiàn)狀和課題研究背景綜述對(duì)三角剛架橋墩在橋梁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用情況,預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁構(gòu)件裂縫問題的研究現(xiàn)狀,以及橋梁工程背景進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。(2)開展了系桿應(yīng)力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析及開裂概率研究簡(jiǎn)要闡述了橋梁施工流程以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理原則和方法,詳細(xì)分析了三角剛架預(yù)應(yīng)力混凝土系桿在施工和運(yùn)營(yíng)全過(guò)程中的應(yīng)力變化情況。考慮應(yīng)力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析中所涉及的隨機(jī)參數(shù)的影響,利用蒙特卡羅試驗(yàn)獲得了實(shí)測(cè)應(yīng)力的統(tǒng)計(jì)矩和置信區(qū)間,進(jìn)一步獲得三角剛架預(yù)應(yīng)力混凝土系桿在不同工況下的開裂概率。最后引入三角剛架外觀檢查分析結(jié)果,驗(yàn)證了分析方法的合理性。(3)揭示系桿開裂機(jī)理介紹了橋梁結(jié)構(gòu)施工運(yùn)營(yíng)全過(guò)程仿真分析的常用方法,闡述了橋梁有限元模型的建立和仿真分析過(guò)程。以大橋施工運(yùn)營(yíng)全過(guò)程仿真分析結(jié)果為基礎(chǔ),針對(duì)北岸上游三角剛架系桿跨中下緣拉應(yīng)力形成機(jī)理進(jìn)行研究,分析了多種影響參數(shù)的敏感性,并結(jié)合實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),揭示了構(gòu)件拉應(yīng)力的發(fā)展機(jī)理。(4)研究系桿加固設(shè)計(jì)簡(jiǎn)要介紹了橋梁結(jié)構(gòu)多種加固技術(shù),驗(yàn)算了北岸上游三角剛架系桿永久預(yù)應(yīng)力損失后的承載能力極限狀態(tài)以及正常使用極限狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上,對(duì)北岸上游三角剛架預(yù)應(yīng)力混凝土系桿加固設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究,提出了合理的加固方案。研究表明,北岸上游三角剛架系桿跨中斷面下翼緣處自全橋施工完畢后,壓應(yīng)力的安全儲(chǔ)備已有所下降,系桿逐漸從承受壓應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)槌惺芾瓚?yīng)力;并且通過(guò)對(duì)三角剛架系桿進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測(cè)隨機(jī)分析,北岸上游三角剛架系桿跨中斷面下翼緣開裂概率較大,具有較大的開裂風(fēng)險(xiǎn);同時(shí),橋梁外觀檢查結(jié)果表明,北岸上游三角剛架系桿跨中斷面的結(jié)構(gòu)性裂縫問題也較為嚴(yán)重;通過(guò)三角剛架預(yù)應(yīng)力混凝土系桿開裂機(jī)理研究,探明系桿永久預(yù)應(yīng)力損失是導(dǎo)致構(gòu)件拉應(yīng)力發(fā)展的主要原因。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U446
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 三角剛架橋墩在橋梁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用概述
        1.1.1 國(guó)內(nèi)外V形墩連續(xù)剛構(gòu)橋發(fā)展概況
        1.1.2 系桿鋼桁拱橋與三角剛架組合體系的特點(diǎn)及研究現(xiàn)狀
    1.2 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁構(gòu)件裂縫問題研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究背景
        1.3.1 新光大橋工程概況
        1.3.2 三角剛架系桿存在的問題
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容
第二章 三角剛架預(yù)應(yīng)力混凝土系桿應(yīng)力監(jiān)測(cè)及開裂概率分析
    2.1 概述
    2.2 新光大橋施工流程
    2.3 三角剛架系桿全過(guò)程應(yīng)力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析
        2.3.1 新光大橋應(yīng)力應(yīng)變及溫度監(jiān)測(cè)斷面布置
        2.3.2 三角剛架系桿應(yīng)變數(shù)據(jù)分析
        2.3.3 三角剛架系桿應(yīng)力數(shù)據(jù)分析
    2.4 三角剛架系桿應(yīng)力監(jiān)測(cè)隨機(jī)分析
        2.4.1 三角剛架系桿應(yīng)力監(jiān)測(cè)置信區(qū)間
        2.4.2 三角剛架系桿開裂概率分析
    2.5 三角剛架外觀檢查結(jié)果分析
    2.6 本章小結(jié)
第三章 三角剛架預(yù)應(yīng)力混凝土系桿開裂機(jī)理研究
    3.1 概述
    3.2 橋梁結(jié)構(gòu)施工運(yùn)營(yíng)全過(guò)程仿真分析方法
    3.3 新光大橋施工運(yùn)營(yíng)全過(guò)程仿真分析
        3.3.1 新光大橋有限元模型
        3.3.2 新光大橋有限元仿真分析
    3.4 北岸上游三角剛架系桿跨中下緣拉應(yīng)力發(fā)展機(jī)理
        3.4.1 參數(shù)敏感性分析
        3.4.2 北岸上游三角剛架系桿拉應(yīng)力發(fā)展成因分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 三角剛架預(yù)應(yīng)力混凝土系桿加固設(shè)計(jì)研究
    4.1 橋梁加固方法
        4.1.1 體外預(yù)應(yīng)力加固法
        4.1.2 增大截面加固法
        4.1.3 粘貼鋼板加固法
        4.1.4 纖維復(fù)合材料加固法
    4.2 北岸上游三角剛架系桿極限狀態(tài)驗(yàn)算
        4.2.1 承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算
        4.2.2 正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算
    4.3 北岸上游三角剛架系桿加固設(shè)計(jì)
        4.3.1 系桿裂縫表面修補(bǔ)
        4.3.2 系桿體外預(yù)應(yīng)力加固
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)束語(yǔ)
    本文主要工作和結(jié)論
    今后研究方向
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件

【參考文獻(xiàn)】

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