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原文传递交通荷载作用下既有箱梁桥拼宽受力性能与试验研究

论文题名：	交通荷载作用下既有箱梁桥拼宽受力性能与试验研究
关键词：	既有箱梁桥;拼宽受力;接缝挠度差;交通荷载;性能试验
摘要：	本文介绍了桥梁拼宽接缝的连接形式、构造方式，通过对交通管制、分时分段浇筑、布置施工夹具、设置临时支撑、分层浇筑、施加钢骨辅助体系等措施进行持续交通荷载作用下的数值分析及试验论证，研究交通荷载下不同施工工艺对接缝混凝土的变形影响，以此来评判其工程效果并对拼宽设计提出建议。本文主要工作如下: 　　(1)结合国内外桥梁拼宽改造工程与技术的发展历程，调研国内外学者对桥梁拼宽设计、施工等方面的研究成果，总结了桥梁拼宽改造的原则，提出本文拟解决的问题与方法。　　(2)详细介绍了Abaqus计算中两种常用的混凝土本构模型，包括混凝土弥散开裂模型和混凝土塑性损伤模型基础理论，主要涉及模型开裂应力-应变计算、单轴应力-应变计算、裂面行为、屈服准则、流动法则、滞回规则等。足尺节段试验承载力计算采用混凝土损伤塑性模型，为后续推导接缝混凝土本构关系破坏准则做准备。　　(3)建立Midas Civil旧桥模型，通过移动荷载追踪器功能确定车辆荷载的最不利加载位置，从而布置Abaqus旧桥实体模型纵向荷载分布，得出四种交通组织方案下旧桥拼宽侧的跨中挠度，作为施工期选取交通组织方案的依据。不中断交通条件下进行桥梁拼宽施工，新旧桥面板接缝两侧垂直挠度差引起反向曲率，曲率超限将会引起混凝土早期开裂;本文将接缝两侧挠度差作为重要指标，以此来评定不同拼宽施工工艺有效性;建立新旧桥Abaqus整体模型，研究分时分段浇筑、布置施工夹具、设置临时支撑及其几种方案联合应用时对接缝两侧挠度差控制效果。　　(4)通过有限元计算整桥及节段模型混凝土接缝两侧挠度差以及传递剪力、弯矩值随龄期等效的方法确定试验模型边界条件、加载力峰值;进行乐清湾高架桥原位实验，采集正常通行荷载下典型跨的竖向震动加速度及动挠度，对旧桥结构接缝侧实测挠度与模型计算值对比，进行实体模型修正，应用雨流计数法统计行车频率并制定试验加载制度;进行试验模型设计、制作、安装、测点布置以及加载方案的拟定，为下一步足尺模型试验奠定基础。　　(5)针对车辆荷载作用下预制小箱梁桥的拼接构造为研究对象进行三组足尺节段试验，包括接缝混凝土一次浇筑成型(NON)、无辅助措施分层浇筑(DOL)、施加钢骨辅助措施分层浇筑(SR)等3个组别试件。进行往复循环加载和单调破坏加载，研究了各组试件剪力传递、表观质量、承载性能、破坏失效模式、残余变形特征等关键问题。研究表明，SR组挠度差曲线下降的斜率及其极限承载力均明显大于前两组试验，说明车辆荷载下微幅振动会对混凝土强度发展、28d标准强度产生影响，设计及施工时必须采取相应措施尽量减小其微幅振动。
作者：	田增顺
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	季文玉
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