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裂纹损伤对大跨径预应力砼连续箱梁桥刚度及承载力的影响研究
| 论文题名： | 裂纹损伤对大跨径预应力砼连续箱梁桥刚度及承载力的影响研究 |
| 关键词： | 裂纹损伤;大跨径预应力砼;连续箱梁桥;刚度;承载力 |
| 摘要： | 随着我国交通事业的不断发展,大跨径预应力混凝土连续箱梁桥凭借其施工方法灵活、刚度大、跨度大、结构受力性能好等优点在工程界得到了广泛应用。但是调查研究发现,有相当数量的这种桥梁在运营过程中,箱梁截面出现了部位各异、程度各异的裂缝。裂缝的存在将会使桥梁结构的安全性与耐久性受到影响,因此,必须进行相应的加固维修。然而,桥梁数目众多,不可能逐一进行加固修补,因此,就需要科学的判断开裂结构的实际状态,以区分轻重缓急,为制定合适的维修、改造方案提供依据。现如今,对大跨径预应力箱梁桥开裂后状况的研究还很少,如何对开裂结构的实际工作状态进行准确的判断一直未能解决。 本文以黄延高速洛河大桥为依托,从箱梁产生的主要病害裂缝(跨中正弯矩区段底板横向裂缝)入手,对开裂前后结构进行静力、动力分析,得到不同开裂状态下结构的刚度、承载能力及动力性能(频率)的变化规律。 首先,本文对箱梁裂缝的产生原理、形成因素及裂缝分类进行了理论分析,发现裂缝的产生具有不可避免性,裂缝的研究具有实际意义。之后,本文依据统计学原理建立了底板横向裂缝的特征统计参数,旨在将实际存在的裂缝转化为统计意义下的平均裂缝,通过在梁段上创造既有裂缝的方法进行模拟研究。其次,论文还对有限元分析所需的单元、本构关系、裂缝模型、混凝土破坏准则等进行了系统研究,为模型的建立及求解计算提供理论依据。最后,论文根据实桥设计资料建立开裂前后结构的空间实体模型,分析了纵向预应力损失、裂缝失效宽度、裂缝开裂高度、裂缝条数等不同裂缝参数改变时,结构的应力、挠度、频率的变化规律,获得不同开裂状态下结构的刚度、承载能力及频率的折减系数。 分析结果表明:(1)纵向预应力损失对结构墩顶处的挠度影响不大,对结构跨中处的挠度影响较大;(2)纵向预应力损失对结构墩顶处和跨中处的压应力均有较大影响;(3)底板横向裂缝的单元失效宽度对结构影响不大;(4)裂缝高度对结构有一定影响,但开裂高度不大时影响微小,且开裂到一定高度后又会逐渐趋于稳定;(5)裂缝条数对结构影响较大。 |
| 作者： | 王瑶 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 张宏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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