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既有损伤的装配式预应力混凝土箱梁全过程加载试验研究
| 论文题名： | 既有损伤的装配式预应力混凝土箱梁全过程加载试验研究 |
| 关键词： | 装配式预应力混凝土箱梁;开裂损伤;弯曲裂缝;承载力 |
| 摘要： | 随着我国公路桥梁建设事业的蓬勃发展，桥梁的结构形式日益丰富，其中装配式预应力混凝土箱梁由于具有较大的抗扭刚度与抗弯刚度、造价低、施工速度快等特点，在国内外得到了非常快速的发展和广泛的应用。虽然箱梁具有非常不错的结构性能，但在运营过程中还是会出现混凝土开裂、刚度退化、钢束应力变异等诸多病害，这些病害会直接或间接地影响到桥梁的使用性、耐久性和安全性。 本文结合山西省交通建设科技项目“开裂损伤的装配式预应力箱梁桥工作性能研究”，依托长邯高速黎城段太行大桥拆除重建工程，针对既有开裂损伤的30米预应力混凝土箱梁，开展了实梁极限承载力试验。通过采集箱梁在分级加载全过程的挠度、应力、裂缝发展变化及荷载等数据，全面分析这类既有损伤的预应力混凝土箱梁的受力全过程、破坏机理及破坏特征。运用ansys进行实体有限元建模，考虑材料非线性与几何非线性等因素得到箱梁挠度、应变与钢束应力的理论分析值；根据实测的弯曲裂缝信息获取箱梁混凝土下缘名义拉应变状态，结合截面分析与损伤刚度计算方法求解刚度折减系数、应变值、钢束应力值、挠度值等；通过对比分析和评价，验证损伤刚度计算方法的可行性。 研究结果表明，有限元计算结果和根据损伤刚度理论计算出的挠度、应变与钢束应力发展规律与实际测试结果较为吻合。不同损伤程度的箱梁对比分析结果还表明，由于箱梁的初始开裂损伤程度不同，箱梁在试验荷载下结构开裂较早，刚度下降较快，造成有限元结果均小于各项试验值；相比于有限元计算结果，根据损伤刚度理论计算出的应变与钢束应力值更接近于试验值。研究表明，基于损伤刚度理论的截面分析方法能够较为准确的反映既有损伤的预应力混凝土梁受力特征，可用于该类结构全过程力学性能分析中。 |
| 作者： | 冯伟琼 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 赵煜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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