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FRP抗弯加固桥梁结构的模拟及力学行为分析
| 论文题名： | FRP抗弯加固桥梁结构的模拟及力学行为分析 |
| 关键词： | 公路混凝土梁桥;结构加固;FRP材料;力学行为;抗弯效果 |
| 摘要： | 公路混凝土梁桥的开裂问题十分突出,其开裂机理和处治技术已成为该领域当前的研究热点。FRP由于其优越的材料力学性能在桥梁工程加固中得到广泛应用,采用FRP进行结构加固最常见的方法是表面粘贴,通过将FRP粘贴在需加固构件的表面来提高其强度、刚度等性能,因而准确模拟其粘贴区域力学机理进而分析粘贴加固结构的力学行为是该类结构加固设计成败的关键。结合当前我国桥梁结构大量进行抗弯加固现状,在已有的粘贴FRP加固钢筋混凝土结构研究成果基础上进行抗弯桥梁加固结构力学行为研究是本文的主要目标,主要内容包括: 首先,以交通部颁布的公路Ⅰ级8m空心板桥梁结构为对象,进行FRP加固前后的有限元模拟,验证并说明所采用模拟方法的正确性。其次,针对FRP加固方法在某预应力连续箱梁实际工程中的应用,采用本文方法对加固前后结构进行力学行为分析,总结该加固方法的优缺点,并针对实际FRP加固工程项目的计算分析提出合理化建议。 本文分析结果表明:运用FRP材料进行桥梁结构的抗弯加固能够起到显著的作用,尤其是在提高极限承载力方面效果最显著。由于 FRP材料的抗拉强度较高,往往在FRP材料性能尚未充分发挥时受压区混凝土就已经破坏,存在使用FRP材料越多材料的利用率越低的现象,而此时FRP强度的提高对加固结构性能的影响也较小,因而当采用被动加固方法时 FRP抗弯加固结构存在一个FRP材料用量的最优化问题。预应力连续箱梁加固的模拟分析还显示,若按应力控制,FRP加固效率会降低,若粘贴前对 FRP片材施加预应力,则加固效果明显,相对其他加固方法优点十分突出,这表明在采取主动加固方式加固桥梁结构时FRP有更广阔的应用空间。 |
| 作者： | 聂立力 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 陈志军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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