【摘要】：我國江河數(shù)量多分布廣,決定了交通設施建設尤其是大跨度橋梁建設方興未艾。橋梁上的通行汽車特別是大貨車、油罐車等潛在火源,很容易發(fā)生火災事故,給橋梁結構安全帶來極大威脅。然而,目前橋梁結構抗火研究多集中在構件層次上,對大跨度橋梁結構抗火研究很少,故有必要對此類結構開展研究。本文以大跨徑預應力混凝土箱梁橋為研究對象,采用統(tǒng)計及數(shù)值模擬方法,歸納并提出了一套有限元模擬大跨徑PC箱梁橋火損效應的分析方法,并對此類大跨橋梁在不同受火場景下的結構力學性能開展了深入研究。本文主要研究內容及成果如下:(1)詳細歸納了大跨徑PC箱梁橋材料的熱力學特性和相關結構損傷分析理論,并依據(jù)梁體內預應力鋼筋與混凝土間相對溫差變形給出了預應力筋溫差預應力損失量計算公式,提出了一套有限元模擬大跨徑PC箱梁橋火損效應的分析方法。(2)進行了混凝土燒損深度、預應力鋼筋強度及其溫差預應力損失量計算,研究了橋面不同受火部位對大跨徑PC箱梁橋結構力學性能的影響。研究表明,橋面任意區(qū)域受火后,其受火長度越長,火荷載作用下的結構力學響應越明顯,對結構越不利;中跨跨中位置受火,對橋梁整體的撓度影響最為顯著,實際工程中應高度重視中跨跨中位置受火時結構的整體安全性;大跨徑PC箱梁橋直接受火區(qū)的截面抗彎承載力削弱最顯著,非直接受火的其他截面承載力也產(chǎn)生了一定程度衰退,但影響不大。(3)研究了不同主跨跨徑下大跨徑PC箱梁橋橋面受火前后結構力學性能的變化規(guī)律。從本文工程實例中可知,同樣的火災場景下,主跨跨徑較小的結構,預應力鋼筋高溫強度損傷相對較嚴重,鋼束預應力損失量相對較大;同樣的火損作用效應下,主跨跨徑較大的結構,其力學響應受火荷載影響程度并不顯著。(4)對不同主跨跨徑的PC箱梁橋結構進行了火災后正截面抗彎承載力計算,對比研究了不同跨徑PC梁橋的抗彎承載力影響差異情況。研究表明,實際橋梁受火時,建議優(yōu)先對跨徑較小且鋼束保護層厚度小的結構進行重點評估。本文研究成果對實際大跨徑PC箱梁橋火災后的結構鑒定與承載力快速評估具有一定的參考價值。
【圖文】：

圖 1.1 美國奧克蘭灣大橋火災 圖 1.2 美國一在建橋火災塌毀圖 1.3 美國某高架橋因樹林起火 圖 1.4 美國洲際公路橋起火坍塌2008 年 2 月，福建寧德大橋發(fā)生一起火災事故，原因系因易燃物起火，其中大橋多聯(lián)火損嚴重，混凝土燒損深度已達主筋位置，截面顯著削弱結構受損嚴重，帶來不可估量的破壞損傷，見圖 1.5。

圖 1.1 美國奧克蘭灣大橋火災 圖 1.2 美國一在建橋火災塌毀圖 1.3 美國某高架橋因樹林起火 圖 1.4 美國洲際公路橋起火坍塌2008 年 2 月，福建寧德大橋發(fā)生一起火災事故，原因系因易燃物起火，，其中大橋多聯(lián)火損嚴重，混凝土燒損深度已達主筋位置，截面顯著削弱結構受損嚴重，帶來不可估量的破壞損傷，見圖 1.5。
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U441;U447

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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相關博士學位論文 前3條

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相關碩士學位論文 前2條

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本文編號：2619548