本文關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土橋梁火災(zāi)損傷與加固分析

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【摘要】：近年來(lái)隨著我國(guó)公路事業(yè)的高速發(fā)展,橋梁的數(shù)量逐漸增多,橋梁運(yùn)營(yíng)過(guò)程中發(fā)生的災(zāi)害問(wèn)題也越來(lái)越受到人們的重視。其中火災(zāi)對(duì)橋梁的安全性能影響極大,已經(jīng)成為發(fā)生概率最高、造成損失最大的災(zāi)害之一。火災(zāi)后橋梁結(jié)構(gòu)受到不同程度的損傷,嚴(yán)重影響其安全使用性能,因此及時(shí)、科學(xué)地對(duì)損傷部件進(jìn)行檢測(cè)評(píng)估并提出有效的加固方案顯得尤為重要。由于火災(zāi)試驗(yàn)的成本較高且火災(zāi)模擬難度較大,用試驗(yàn)方法對(duì)火災(zāi)模式下橋梁的抗火性能進(jìn)行研究存在困難。本論文通過(guò)軟件模擬的方式對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的抗火性能進(jìn)行研究,并以典型的T形梁橋?yàn)槔?通過(guò)有限元數(shù)值模擬及理論計(jì)算并與實(shí)際工程案例進(jìn)行對(duì)比分析其受力性能,結(jié)合檢測(cè)鑒定結(jié)果給出加固建議。主要內(nèi)容如下:(1)對(duì)混凝土和鋼筋熱工參數(shù)隨溫度變化規(guī)律進(jìn)行了相關(guān)研究,通過(guò)對(duì)比分析,確定出適用于鋼筋混凝土梁橋溫度場(chǎng)分析所需的熱工性能指標(biāo),作為研究鋼筋混凝土梁截面火災(zāi)溫度場(chǎng)的依據(jù)。(2)在研究高溫對(duì)鋼筋和混凝土的性能影響的基礎(chǔ)上,根據(jù)火災(zāi)溫度對(duì)梁橋結(jié)構(gòu)材料造成的傷害特點(diǎn)與性能下降的程度,推出了一套關(guān)于火災(zāi)后橋梁結(jié)構(gòu)損傷的評(píng)估流程,評(píng)估流程具體內(nèi)容包括:對(duì)資料進(jìn)行查閱、現(xiàn)場(chǎng)勘查、火場(chǎng)以及構(gòu)件內(nèi)部溫度場(chǎng)推定、結(jié)構(gòu)構(gòu)件損傷情況檢測(cè)、損傷狀態(tài)分析評(píng)估等,并介紹了相關(guān)檢測(cè)方法以及鋼筋混凝土橋梁火災(zāi)后損傷的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。(3)介紹了有限元軟件ABAQUS在橋梁火災(zāi)中的應(yīng)用,以鋼筋混凝土T梁構(gòu)件為例建模,分析了其在高溫下的溫度場(chǎng)以及影響因素、高溫下結(jié)構(gòu)應(yīng)力情況以及承載力的影響因素,并通過(guò)與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了有限元ABAQUS分析火災(zāi)問(wèn)題的可靠性。(4)以某火災(zāi)后的T形梁橋?yàn)槔?對(duì)其火災(zāi)后情況進(jìn)行相關(guān)檢測(cè),采用ABAQUS有限元分析軟件,采用瞬態(tài)分析法對(duì)橋梁受火后溫度云進(jìn)行模擬分析,得到了構(gòu)件截面溫度分層圖,以此為依據(jù)對(duì)鋼筋混凝土的強(qiáng)度、彈性模量進(jìn)行折減,模擬分析了橋梁火災(zāi)前后撓度、承載力變化情況,并通過(guò)公式計(jì)算進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證,最后給出了橋梁火災(zāi)后損傷鑒定結(jié)果以及相關(guān)加固建議。
【關(guān)鍵詞】：T形梁橋 ABAQUS 火災(zāi)分析 檢測(cè)加固
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U447;U445.72
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 本文研究的主要成果16-17
• 第2章 混凝土和鋼筋的熱力參數(shù)研究17-28
• 2.1 引言17
• 2.2 高溫下混凝土的熱力參數(shù)17-23
• 2.2.1 混凝土材料熱工特性17-20
• 2.2.2 混凝土的高溫力學(xué)性能20-23
• 2.3 高溫下鋼筋熱力參數(shù)23-27
• 2.3.1 鋼筋熱工特性23-25
• 2.3.2 鋼筋高溫力學(xué)性能25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 火災(zāi)后鋼筋混凝土梁橋檢測(cè)評(píng)估28-35
• 3.1 引言28
• 3.2 火災(zāi)后現(xiàn)場(chǎng)的勘查28-29
• 3.3 火災(zāi)后梁橋檢測(cè)評(píng)估流程29
• 3.4 火災(zāi)后梁橋檢測(cè)方法及其適用性29-33
• 3.4.1 火災(zāi)后溫度的判斷方法29-31
• 3.4.2 混凝土強(qiáng)度檢測(cè)方法31-32
• 3.4.3 鋼筋的強(qiáng)度檢測(cè)32
• 3.4.4 支座燒損狀況檢查32
• 3.4.5 混凝土橋梁結(jié)構(gòu)整體性能檢測(cè)32-33
• 3.5 混凝土梁橋高溫后的損傷評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)33-34
• 3.6 本章小結(jié)34-35
• 第4章 有限元ABAQUS高溫分析應(yīng)用35-47
• 4.1 ABAQUS簡(jiǎn)介35-36
• 4.2 ABAQUS分析討論火災(zāi)問(wèn)題36-45
• 4.2.1 ABAQUS溫度場(chǎng)建模36-39
• 4.2.2 溫度場(chǎng)影響因素分析39-43
• 4.2.3 ABAQUS分析鋼筋混凝土T形梁力學(xué)性能43-44
• 4.2.4 溫度對(duì)極限荷載的影響44-45
• 4.2.5 鋼筋混凝土T梁撓度與耐火極限分析45
• 4.3 本章小結(jié)45-47
• 第5章 工程實(shí)例47-71
• 5.1 引言47
• 5.2 工程概況47
• 5.3 火災(zāi)后橋梁檢測(cè)47-53
• 5.3.1 橋梁結(jié)構(gòu)歷史狀況調(diào)查47-48
• 5.3.2 推定火場(chǎng)溫度48-49
• 5.3.3 混凝土強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果49-52
• 5.3.4 鋼筋強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果52
• 5.3.5 支座外觀檢查結(jié)果52-53
• 5.3.6 撓度測(cè)試結(jié)果53
• 5.4 橋下火災(zāi)升溫模式53-54
• 5.5 有限元建模分析54-64
• 5.5.1 有限元建模54-56
• 5.5.2 T形梁橋截面溫度場(chǎng)分析56-60
• 5.5.3 T形梁橋撓度分析60-62
• 5.5.4 T型梁橋承載力分析62-64
• 5.6 撓度與承載力計(jì)算分析64-67
• 5.6.1 火災(zāi)前的T形梁撓度計(jì)算64-65
• 5.6.2 火災(zāi)后的T形梁撓度計(jì)算65-66
• 5.6.3 火災(zāi)前的T形抗彎梁承載力計(jì)算66-67
• 5.6.4 火災(zāi)后的T形梁抗彎承載力計(jì)算67
• 5.7 火災(zāi)后橋梁安全性評(píng)估67-69
• 5.8 加固建議69
• 5.9 本章小結(jié)69-71
• 第6章 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 總結(jié)71-72
• 6.2 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 致謝76-77
• 附錄 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文77

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