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高性能混凝土连续梁桥力学性能研究
| 论文题名： | 高性能混凝土连续梁桥力学性能研究 |
| 关键词： | 预应力连续梁桥;高性能混凝土;施工阶段分析;耐久性;力学性能 |
| 摘要： | 随着土木工程行业的发展，建筑结构对于钢筋混凝土混合材料的要求越来越高，尤其是桥梁工程，由于服役环境的恶劣性和向着大跨度方向发展的需要，往往要求混凝土具有高强度、高耐久的特性。以高耐久和较高强度而著称的高性能混凝土(High Performance Concrete, HPC)逐渐受到桥梁设计、施工者的青睐。 本文以预应力连续梁桥为例，应用Midas公司开发的Civil和FEA两款有限元软件，依托天津某高速铁路的三跨连续梁桥(48+80+48)m，计算分析基于高性能混凝土连续梁桥性能。以期为高性能混凝土在预应力连续梁桥中的应用提供借鉴。本文主要研究内容如下: (1)查阅文献并总结高性能混凝土配合比设计和施工养护要求，重点研究C80、C100高性能混凝土的力学性能。 (2)依据所依托工程，采用Midas Civil建立连续梁桥梁单元有限元模型，计算对比分析采用C50普通混凝土、C80HPC、C100HPC，桥梁收缩徐变、下挠、梁单元应力、钢筋预应力损失等静力性能的差异。结果表明，高性能混凝土连续梁桥的应力与变形性能均优于普通混凝土连续梁桥。 (3)采用C80HPC、C100HPC对原连续梁桥进行重新设计，计算对比分析材料用量、预拱度的差异，验算重新设计前后桥梁的动力性能。高性能混凝土连续梁桥的动力性能强于普通混凝土连续梁桥的动力性能。 (4)运用Midas FEA建立零号块实体单元局部应力分析的有限元模型，对重新设计前后零号块施工中水化热温度效应对比分析。计算分析重新设计前后零号块在悬臂施工过程中各关键施工阶段最大应力和最大悬臂状态时的挠度，结果表明采用HPC重新设计后，施工阶段零号块受力更趋合理;最大悬臂状态挠度减小，利于施工过程中的线形控制。 (5)研究了导致钢筋混凝土桥梁结构耐久性不足的常见病害及其诱发因素。从抗冻性、抗渗性、抗硫酸盐侵蚀和抗碳化性能等方面分析了高性能混凝土的耐久性，提出进一步增强高性能混凝土桥梁工程耐久性的措施。 本文通过建立有限元模型计算对比分析，C50普通混凝土、C80HPC、C100HPC应用于连续梁桥性能的差异。研究结果表明采用高性能混凝土使得桥梁体积稳定;静动力性能有所改善，能够更好满足规范要求;施工阶段受力更趋合理，耐久性良好。可以为同类型高性能混凝土连续梁桥的设计、施工提供参考。 |
| 作者： | 陈安亮 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 雷俊卿 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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