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局部锈蚀下先张混凝土构件预应力传递研究
| 论文题名： | 局部锈蚀下先张混凝土构件预应力传递研究 |
| 关键词： | 先张预应力混凝土桥梁;局部锈蚀;预应力;传递长度 |
| 摘要： | 先张预应力混凝土桥梁以其施工便捷、制作工艺简单等优点，在中小跨径的桥梁体系、公共交通设施中占有很大比重。然而，服役桥梁结构在自然环境中会受到氯离子侵蚀，引起预应力筋锈蚀损伤、混凝土保护层开裂，造成预应力筋-混凝土界面间粘结退化，改变预应力筋与混凝土界面间的应力传递，产生预应力损失等不利影响，威胁桥梁结构服役安全。为此，本文以先张预应力混凝土梁为研究对象，重点研究了局部锈蚀下先张混凝土构件预应力传递长度变化规律，主要包括以下内容: (1)开展了钢绞线局部锈蚀对先张混凝土构件预应力传递影响的试验研究。设计制作了十片先张预应力混凝土梁，并通过电化学加速锈蚀方法获得局部锈蚀试件，用于分析锈蚀位置及锈蚀率对预应力传递的影响。结果表明，钢绞线锈蚀率越大、锈蚀位置越靠近端部区域，先张混凝土构件中预应力传递所受影响越大。 (2)基于压电信号分析理论发展了一种锈胀开裂下先张混凝土梁预应力传递的评估方法。借助压电频域分析及小波包能力分析理论，揭示了放张时间、锈蚀时间及荷载值与预应力传递区压电信号之间的关系。结果表明，钢绞线放张前后应力传递区信号会出现明显衰弱;锈蚀初期压电信号稍有增强，锈胀裂缝出现后信号衰减，该方法能够实现对钢绞线锈蚀自由膨胀及混凝土开裂阶段的预应力传递进行有效评估。 (3)提出了霍尔效应及预应力筋锈蚀共同影响下传递长度预测模型。考虑霍尔效应及预应力筋锈蚀的共同影响，基于厚壁圆筒理论分析预应力筋-混凝土界面间的位移协调关系及混凝土软化行为，推导了钢绞线-混凝土界面间膨胀应力的计算公式，构建锈蚀影响下传递长度预测模型，通过本文试验数据验证了模型有效性，并对模型进行了参数敏感性分析。分析表明，钢绞线泊松比对构件传递长度的影响效果比混凝土弹性模量更明显。 |
| 作者： | 陈宏 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 王磊;戴理朝 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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