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原文传递在役铁路板梁桥劣化成因分析及粘钢加固承载力计算

论文题名：	在役铁路板梁桥劣化成因分析及粘钢加固承载力计算
关键词：	铁路板梁桥;钢筋锈蚀;混凝土裂缝;锈蚀率;承载能力;粘贴钢板
摘要：	铁路混凝土桥梁随着运营年限的增加，桥梁会出现不同程度的病害，如，梁体产生裂缝，钢筋发生锈蚀，混凝土剥落、掉块，由于水害引起的白化现象等病害，这些病害在进行维修时，花费了大量的费用，同时，这些病害会造成桥梁的承载能力下降，影响了桥梁的安全运营，因此分析这些病害的成因显得尤为重要;梁体在出现病害后，会对承载力造成影响，影响了桥梁的安全运营，所以，需要对病害桥梁进行承载力的检算，来评判桥梁的安全承载性能;由于板梁的刚度小，在出现病害后会造成承载能力不足，需要对梁体进行承载力的恢复和提高，对梁体进行加固，本文采用的是粘贴钢板加固的方法。　　钢筋混凝土梁是由钢筋和混凝土两种材料构成的，本文从钢筋和混凝土两种材料着手，分析梁体产生病害的成因、诱发因素及对梁体产生的危害，并对病害梁体进行承载力的检算，及对承载力不足的桥梁进行粘帖钢板加固。本文的主要内容如下: 　　(1)介绍了混凝土耐久性问题研究的国内外现状，桥梁耐久性研究包括的内容，以及存在的一些问题，桥梁常见的一些病害，及常用的维修加固方法。　　(2)分析了造成混凝土劣化的主要病害种类，产生这些病害的成因，造成这些病害的诱发因素，及对梁体产生的危害。　　(3)采用《85铁路桥涵设计规范》的荷载标准对在役铁路板梁桥按照设计标准进行承载能力的检算，依据应力和梁体挠度对梁体承载性能进行评定;再按照《17铁路桥涵设计规范》的荷载标准对在役桥梁进行承载能力的检算，检算桥梁的承载能力是否能满足新规范的设计要求，及在新规范下梁体承载能力的安全储备如何。　　利用Midas Civil有限元软件分别对三种荷载进行模拟计算，将模拟值与理论计算值对比分析，模拟值与理论值基本吻合，说明模型的基本准确，进而利用有限元模型分析梁体在竖向荷载和横向荷载共同组合作用时梁体的应力和刚度状况。　　(4)考虑钢筋锈蚀后，钢筋和混凝土之间的粘结性能下降及钢筋的屈服强度降低和钢筋有效面积的减少，再依据钢筋混凝土原理，对受拉区钢筋锈蚀后的混凝土梁，建立梁体极限承载能力的计算模型，并用试验数据验证已建立的锈蚀梁体极限承载力计算模型;基于荷载实验，再按照容许应力法，用实验测量结果和理论计算值做对比进行分析，评定梁体的承载力;再运用ANSYS有限元软件对实验板梁进行建模分析，将有限元分析结果和实验值、理论值作对比。　　(5)粘贴钢板加固技术，是对桥梁承载能力恢复和提高的一种加固方法，因其施工简便，加固效果较为明显，因此这种方法在加固桥梁中常被采用，本文分析了粘帖钢板加固技术的工艺流程，及粘钢时需要注意的施工细节;本章针对在役铁路混凝土板梁存在刚度、承载能力不足的问题，提出了梁底粘贴钢板加固法，建立了粘贴钢板加固板梁的正截面承载力公式及挠度公式;再用Midas Civil有限元软件进行模拟分析，其数值模拟结果与理论值较为吻合，说明模型建立的基本准确性，分析了加固前后梁体的混凝土最大压应力、最外层钢筋应力、开裂弯矩、竖向挠度、跨中弯矩表明了了粘钢加固的效果。
作者：	詹四方
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	刘炎海
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文