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中小跨径混凝土桥梁疲劳荷载模型及疲劳性能研究
| 论文题名： | 中小跨径混凝土桥梁疲劳荷载模型及疲劳性能研究 |
| 关键词： | 混凝土桥;桥梁结构;结构疲劳;桥梁荷载 |
| 摘要： | 在当前的桥梁结构设计与维护管理中，人们往往重视钢结构的疲劳问题，而忽视混凝土结构的疲劳性能。随着交通荷载的增长，其承载力随时间退化，也会产生疲劳安全问题。尤其是像多梁式混凝土梁桥的横向连接铰缝，属于结构的薄弱部位，在环境腐蚀和疲劳荷载作用下，容易出现各类病害。本文在浙江省交通运输厅科技项目“中小跨径混凝土桥梁性能维护的关键技术及应用研究”的资助下，对衢州地区典型的国省道交通状况进行调研统计，对标准疲劳车辆模型进行了推导，同时对预应力空心板梁桥开裂机理展开研究与讨论，结合考虑铰缝抗剪刚度的铰接板梁法，对横向分布时变规律和疲劳时变可靠度进行了研究。 本研究主要内容包括：⑴根据对衢州地区典型国省道交通状况的统计，提出了疲劳车辆荷载谱和对应的交通量;依据疲劳损伤等效原则，推导了适用于不同道路类型的标准疲劳车辆模型，具有较高的准确性和适用性，并和其他标准疲劳车辆模型进行了对比分析。⑵在标准疲劳车辆模型基础上，从静力和疲劳角度对多梁式混凝土桥梁结构开裂机理进行了分析研究，提出了基于铰缝疲劳破坏的预应力空心板梁桥寿命预测方法。结果显示在新规范静力设计荷载作用下桥面不会开裂;疲劳车辆作用下，混凝土铰缝疲劳损伤将加速结构的早期开裂;通过对疲劳影响因素的探讨，发现适当加大铺装层厚度和施加横向预应力可以提高这类结构的疲劳寿命。⑶基于混凝土、钢筋材料特性及板梁铰缝粘结刚度的劣化模型，得到环境腐蚀和疲劳作用下不同形式混凝土铰缝的抗剪刚度退化模型;通过对铰缝抗剪承载力的数值分析，发现构造较浅的混凝土铰缝的抗剪承载力远小于构造较深的混凝土铰缝，铰缝钢筋虽然对弹性阶段受力影响不大，但能显著提高构件的抗剪承载力。⑷根据得到的多梁式混凝土铰缝抗剪刚度退化模型，对桥梁横向分布影响线的时变规律进行了研究，将考虑铰缝抗剪刚度的铰接板梁法计算结果和梁格法以及有限元实体模型的分析结果进行了对比，结果吻合良好;在此基础上将有关成果进一步应用到混凝土桥梁结构疲劳时变可靠度的计算中。 |
| 作者： | 李少骏 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 项贻强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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