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体外预应力加固连续梁桥极限强度研究
| 论文题名： | 体外预应力加固连续梁桥极限强度研究 |
| 关键词： | 连续梁桥;加固设计;体外预应力;极限应力;参数分析 |
| 摘要： | 体外预应力加固技术因其具有施工方便、结构安全、造价经济等特点而广泛应用于旧桥加固之中，大量的桥梁结构在使用一定年限后出现结构老化、钢筋腐蚀、承载能力降低等问题，急需对结构进行加固维护，而体外预应力加固桥梁在承载能力极限状态下的性能是加固结构分析中的重要问题，现有的理论分析及试验研究大多是基于简支梁结构进行，对于连续梁桥的研究较少，基于简支梁的计算模型应用于连续梁桥时势必存在着一定的问题。因此，采用非线性有限元的方法对体外预应力加固结构极限状态进行分析不失为一种有效的手段，本文即利用商用有限元软件ANSYS建立体外预应力加固模型，完成对结构极限强度的研究。 体外预应力的研究不同于体内有粘结预应力，体外束与混凝土之间仅在锚固点和转向装置处有连接，体外束与其附近的混凝土应变不相容，无法应用平截面假设，结构需要基于整体平衡条件进行分析。我国规范纳入了AASHTO-04规范的修正公式，公式通过破坏时形成塑性铰的数目关系推广到连续梁结构中，这种简化模式有其合理性，同时也存在一定的不足。 本文首先对规范公式进行推导和分析，指出极限应力计算公式推导过程中的一些简化对计算结果的影响，分析公式应用于连续梁桥中存在的不合理之处。并通过简支梁与连续梁两个算例，得到不同公式之间计算结果的差异，确认本文分析脉络的明确性、合理性和针对性，并为接下来的内容做数据支持。接下来，通过有限元模型对不同跨数的连续梁桥、变截面连续梁桥及单一跨加固连续梁桥三种情况进行分析，分析得到以上工况对现行加固规范公式的适用性，并根据模型解与公式解的差异以及ANSYS模型中可见的破坏形式对公式提出修正建议。 最后，本文设计了3个系列共27根体外预应力连续梁，利用提出的有限元软件对这些梁进行非线性全过程的分析，详细研究包括普通钢筋配筋率、有效预应力、转向块间距等参数对体外预应力筋的极限应力增量的影响，并与公式解进行比较，分析得到了三种参数对极限应力的影响程度超过公式所能体现的变化数值。研究的整个过程，系统的分析了极限应力计算公式对于连续梁桥的适用性，同时参数化分析了加固桥梁极限应力的影响因素，对体外预应力加固桥梁的工作性能和机理有了更加深刻的认识，分析结果可为体外预应力加固设计及关于极限应力公式的修正提供依据。 |
| 作者： | 苗成铭 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 吴红林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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