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PC箱梁现场破坏试验与初始缺陷影响研究
| 论文题名： | PC箱梁现场破坏试验与初始缺陷影响研究 |
| 关键词： | 预应力混凝土箱梁桥;力学性能;极限承载力;施工缺陷 |
| 摘要： | 预应力混凝土箱梁由于其独特的优势被普遍运用于公路与市政桥梁中，然而由于前期施工质量不过关以及后期运营管理不到位导致箱梁产生初始缺陷以及裂缝，这不仅对桥梁结构的使用性能产生影响，严重时更危及到结构的安全。因此有必要对箱梁整体受力过程进行研究并对箱梁初始缺陷以及裂缝对受力性能的影响进行分析。 本文主要分两部分进行，首先以襄阳南北轴线某30m预应力箱梁为对象进行现场破坏试验，研究梁体整体力学响应，并基于实测裂缝数据，评价了裂缝与刚度、承载力之间的关系。然后利用ANSYS数值模拟了箱梁底板混凝土缺损、腹板混凝土缺损、胀模和芯模上浮四种实际施工缺陷，并将各类施工缺陷的数值模拟结果与无缺陷梁进行了对比，研究不同缺陷对梁体承载力的影响。 本文研究的成果主要是以下几个方面： （1）本文通过有限元数值仿真与现场试验相结合方式研究了30m预应力混凝土箱梁的受力性能，仿真结果与试验实测结果吻合较好，从而验证了现场试验数据的可靠性以及有限元模型计算极限承载力的有效性。 （2）根据现场实测数据以及有限元模拟结果，研究了试验梁刚度退化的规律，并通过MATLAB对数据进行曲线拟合，获得了刚度随梁体变形的退化规律计算公式。 （3）结合现场实测裂缝数据，获得裂缝发展规律：1）缝宽与缝高均随荷载增加而不断增大，但是荷载增加到一定程度以后，缝高不再增长，只表现为缝宽的增长；2）裂缝高度与裂缝宽度均呈现出由跨中向两侧递减的趋势；3）随荷载增加裂缝的平均间距不断减小，在裂缝刚出现阶段，裂缝数量急剧增加，裂缝间距迅速减小，但是随着荷载继续增加，裂缝数量趋于稳定，裂缝平均间距不再降低。 （4）通过对试验实测裂缝数据进行分析回归得到裂缝平均缝宽与跨中截面挠度、刚度以及承载率之间的关系式，从而对梁体当前承载力状态进行快速评估，进而获得梁体剩余承载力大小。 （5）以某预应力混凝土箱型简支梁桥为研究对象，针对预应力箱梁在施工过程中出现的四种常见缺陷：底板混凝土缺损、腹板混凝土缺损、胀模和芯模上浮，利用ANSYS对这四种缺陷进行数值模拟，研究缺陷对梁体力学性能的影响。 （6）通过数值分析对比缺陷梁与无损梁，并得出各类施工缺陷对梁体极限承载力的影响很小，但是对开裂、挠度以及刚度存在不同程度的影响。 |
| 作者： | 吴大健 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 胡志坚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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