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火灾后混凝土梁桥损伤评估方法研究
| 论文题名： | 火灾后混凝土梁桥损伤评估方法研究 |
| 关键词： | 混凝土梁桥;损伤特点;结构承载力;高温变形 |
| 摘要： | 随着社会经济的不断发展,桥梁工程进入了崭新的发展阶段,但是近年来,梁桥遭受的火灾事故时有发生,高温对混凝土和钢筋材料的力学性能造成了不同程度的劣化,梁桥结构受到不同程度的损伤。所以,火灾后,要及时、科学的对受损伤结构进行损伤评估,提出合理的加固方案,切实恢复结构的承载能力和使用性能,达到交通畅通的目的。 本文在研究高温对钢筋和混凝土的损伤特点的基础上,拟给出了适用于混凝土梁桥结构力学参数的折减系数;从桥梁工程的角度出发,研究了梁桥结构不同部位受火时的损伤特点,并且系统的总结了适合于火灾后梁桥结构的检测方法并且给出了其适用性;基于常温下结构的承载能力计算理论,给出了高温后梁桥结构承载力的简化计算方法;基于结构的非线性分析方法,研究了混凝土梁桥高温变形分析方法;根据高温对梁桥的损伤特征和分析依据,给出了火灾后梁桥结构的评估标准、主要承重构件的承载力安全评价标准和结构变形评定标准。 基于以上分析方法,采用有限元程序ANSYS对钢筋混凝土T形截面和矩形截面简支梁进行高温场数值模拟,结果表明:随着时间的增加,混凝土表面受火温度和钢筋的温度逐渐升高且高温度区域逐渐向内部扩展,迎火面上测点升温快,非迎火面上测点升温慢;在不同受火工况下,受拉区受火对主梁的损伤程度大于受压区受火对主梁的损伤程度。基于数值模拟结果,在主梁受拉区受火这一工况下计算分析高温对桥梁结构的损伤情况,结果表明:混凝土和钢筋的强度以及弹性模量损伤度随着温度升高逐渐增大;在同一温度下,混凝土弹性模量损伤度明显大于其强度的损伤度,钢筋的强度和弹性模量损伤度曲线总体上是一致的;跨中截面的承载能力随着混凝土和钢筋强度和弹性模量的劣化逐渐降低;通过主梁变形计算分析可知,随着温度的逐渐升高,在荷载作用下跨中截面下缘中点的挠度呈非线性增长。基于以上分析,对不同受火时间的结构进行了承载力安全性评价以及结构高温变形评估,最后对不同受火时间的结构进行了综合性评估。 本文的研究成果对于实际火灾工程的应用具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 颜俊波 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 赵小星 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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