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体外预应力加固钢筋混凝土梁力学性能研究
| 论文题名： | 体外预应力加固钢筋混凝土梁力学性能研究 |
| 关键词： | 体外预应力结构;加固方式;二次效应;钢筋混凝土梁桥;力学性能 |
| 摘要： | 相比较传统预应力结构体系,体外预应力结构因为其众多优点而广泛应用于工程界,并在近年内得到了不断的创新,而且作为一种主动的加固方式,体外预应力加固可以有效改善结构整体的抗剪和抗弯承载力。目前,体外预应力的研究多是参考无粘结预应力的研究理论,对构件二次效应的考虑较少。实际上,体外预应力结构中体外筋与梁体的变形是不协调的,这是区别于无粘结预应力结构的主要方面,因而二次效应对体外预应力结构的影响要明显的多。所以,二次效应对体外预应力结构的影响不可忽略,无粘结预应力结构的研究理论不完全适用于体外预应力结构。鉴于此,本文基于已有研究成果,以大秦线病害盖板体外预应力加固试验为研究背景,较系统的分析了体外预应力梁应力增量和挠度变形的计算方法,具体工作如下: 首先,简要介绍了体外预应力结构研究的国内外现状以及钢筋混凝土梁常用的加固方法,分析了各自的加固原理以及计算方法,并讨论了各加固方法的优缺点。 其次,基于结构的变形推导了不同布筋、不同荷载形式下应力增量和挠度的计算公式,在考虑二次效应影响的情况下研究了体外预应力筋应力增量和挠度的变化规律。结果表明:1、正常使用阶段二次效应的影响不明显,但是随着荷载的持续增大,二次效应趋于明显;2、设置外部转向块能有效的减小二次效应的影响,改善体外预应力结构的力学性能。随着荷载的增大,设置转向块后的梁体挠度和应力增量都有了降低,其中设置跨中单转向块最为明显;3、不同的荷载加载形式对应力增量和挠度的影响也不相同,跨中集中荷载下应力增量和挠度最小,因为跨中集中荷载对梁体的抗弯刚度影响最小,故二次效应的影响最小。 最后,制作了钢筋混凝土体外预应力加固梁,在试验室进行了正常使用阶段静载试验。试验中量测了结构的挠度,体外筋应力增量等关键数据,对结果进行了分析。相比较加固前,施加不同的有效预应力后,挠度最大减小25.2％,应力增量最大减小13.4%,加固效果比较明显。 经过试验比对,本文公式的计算值与试验值符合良好,但是理论分析后发现,直线无转向布筋的二次效应影响较大,并非最有利的加固方法,建议在今后的研究中改进。 |
| 作者： | 王元 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 王起才 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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