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装配式预应力混凝土箱梁刚度退化及识别的足尺试验研究
| 论文题名： | 装配式预应力混凝土箱梁刚度退化及识别的足尺试验研究 |
| 关键词： | 预应力混凝土箱梁;刚度退化;有限元模型修正;折减系数 |
| 摘要： | 装配式预应力混凝土箱梁由于自重轻、耐久性好、跨越能力大等特点在现代桥梁中应用十分广泛，但在桥梁正常运营过程中，由于材料退化、荷载作用、环境侵蚀、自然灾害等因素的影响，结构会发生不同程度的开裂损伤和下挠病害。国内外学者研究预应力混凝土梁损伤主要集中在桥梁开裂下挠的原因分析、影响结构开裂下挠的主要因素、预防桥梁开裂下挠处置对策、评估在役预应力混凝土桥梁静力刚度等方面。但对于在役受损装配式预应力混凝土箱梁静动刚度退化规律研究以及运用动力方法对预应力混凝土箱梁进行损伤诊断研究还不够成熟，需要相关研究工作。通过装配式预应力混凝土箱梁受力和变形全过程试验研究寻求一种简单、有效、经济的评估在役预应力混凝土梁的刚度是一个迫切需要解决的问题。 本文对3片30m装配式预应力混凝土简支箱梁进行加载试验，对箱梁静刚度、动刚度损伤过程展开了研究。主要的研究内容有： 1、进行预应力混凝土简支箱梁静动载试验。预应力混凝土简支箱梁试验加载过程采用分级加载至简支梁裂缝最大宽度发展到1mm左右停止试验，从而得到不同损伤程度的试验梁。统计得到各荷载等级下荷载挠度值、裂缝参数特征、各荷载工况作用卸载后前两阶竖向自振频率和振型及卸载后裂缝参数特征。 2、建立基于ANSYS的预应力混凝土简支箱梁有限元模型，进行模态分析。选取混凝土弹性模量、混凝土质量密度、混凝土泊松比等作为参数，通过改变有限元模型参数，对预应力混凝土简支箱梁的动力特征参数影响性进行分析研究。 3、运用ANSYS有限元模型优化设计模块和结构变刚度模型，对有限元模型进行模型修正，得到不同荷载工况下动刚度折减系数。通过跨中挠度公式计算加载前简支梁的静力刚度，利用结构力学图乘法和结构变刚度模型推导出受损后简支梁静力刚度折减系数公式，从而计算受损后不同荷载等级下结构静刚度折减系数。 4、通过静动力状态下的裂缝参数特征值与静动刚度折减系数，分别回归出静动刚度折减系数与对应裂缝参数之间关系式，分析静刚度与动刚度退化的规律以及两者间关系，为快速检测结构刚度损伤提供参考。 |
| 作者： | 周颖 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 周勇军 |
| 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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