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基于结构健康监测的预应力刚构连续梁桥开裂机理研究
| 论文题名： | 基于结构健康监测的预应力刚构连续梁桥开裂机理研究 |
| 关键词： | 预应力刚构连续梁桥;开裂机理;健康监测;温度变化;应力应变 |
| 摘要： | 在过去的十几年是道路桥梁迅速发展的黄金时期，桥梁的建设水平也大大的提高。预应力混凝土连续箱梁桥更是凭借着其优越的跨越性，适应性，结构合理性，建造快速，应力强度高等显著的优势在众多桥型中脱颖而出。但是无论何种桥型随着服役时间的增加，都会出现各种病害问题。近年来，已经发现了不少大跨混凝土连续箱梁桥出现，跨中挠度过大，箱体裂缝急剧增加，普遍开裂等病害。病害的频频出现使得桥梁服役不再安全，将缩大桥的安全运营时间和使用寿命，因此急需我们研究其裂缝的扩展规律。 本文以现役东营黄河大桥为工程实例，首先利用有限元分析软件建立全桥的杆系模型，对大跨预应力箱梁桥的最典型病害裂缝进行了详细研究。分析箱梁纵向、竖向预应力和温度效应，以及混凝土收缩徐变对主拉应力的影响。从而分析得出预应力箱梁中最常见的裂缝类型之一——腹板斜裂缝的主要成因。 本文还单独选择黄河大桥实际产生箱梁裂缝最多的跨中一段作为重点分析对象。运用有限元软件ABAQUS建立主桥跨中桥段的实体模型，对典型病害梁段的细部应力分布特点进行了详细的研究。并对其局部裂缝扩展规律进行详细讨论，从而验证了裂缝形成以及其扩展规律与应力过大、边界条件、加载规律、钢筋分布都密切相关。同时运用已建成的桥梁健康监测系统，收集了近半年的应变、温度、以及车辆荷载信息。结合桥梁实际勘测的开裂情况，采用Matlab对桥梁的健康监测数据进行了系统分析，获得了桥梁温度、应变与其裂缝扩展规律之间的联系。 最后我们着重对混凝土刚构连续桥梁最典型的病害（挠度过大）与箱梁开裂的关系进行了分析。详细研究了箱梁顶板、腹板、底板等不同位置的纵向预应力钢束以及不同年限的混凝土收缩徐变对跨中挠度的影响程度。同时对影响桥梁长期功能退化的因素进行系统分析，并给出了加固措施。 |
| 作者： | 陈同庆 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 王蕾;张宏斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 济南大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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