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重载铁路预应力混凝土T梁斜截面抗裂性能研究
| 论文题名： | 重载铁路预应力混凝土T梁斜截面抗裂性能研究 |
| 关键词： | 重载铁路;预应力混凝土T梁;主拉应力;抗裂性能;累积损伤 |
| 摘要： | 随着大宗货物重载运输需求的逐年增加，我国重载铁路向着长编组、大轴重、大运量的方向持续发展。按中-活载设计的既有重载铁路桥梁在重载列车重复荷载作用下，常用跨度预应力混凝土T梁部分梁型开始出现腹板斜裂缝，斜裂缝的出现将会影响桥梁结构的安全性和耐久性。因此，亟需分析重载铁路常用跨度预应力混凝土T梁腹板斜裂缝成因，为重载铁路混凝土梁斜截面开裂风险评估提供试验依据与理论依据。本文采用理论分析与模型试验相结合的方式，围绕重载铁路预应力混凝土T梁斜截面混凝土受力规律、抗裂疲劳强度以及疲劳损伤分析方法等展开研究，主要研究工作和结论如下： （1）分析了预应力混凝土T梁斜截面混凝土受力规律，采用理论推导与既有学者试验结果分析相结合的方式，建立了考虑主压应力、主拉应力比、主拉应力上限三因素影响下的斜截面抗裂疲劳方程。选择了Corten-Dolan非线性累积损伤理论作为重载铁路预应力混凝土T梁斜截面混凝土累积损伤的计算准则，同时提出了疲劳荷载作用下重载铁路预应力混凝土T梁斜截面混凝土损伤分析的方法。 （2）基于4片混凝土模型梁斜截面抗裂试验，探究了模型梁斜截面混凝土损伤规律，验证了本文提出的预应力混凝土T梁斜截面混凝土疲劳损伤分析方法的适用性。根据试验结果及分析得出：斜截面未开裂时，疲劳荷载作用下箍筋应变较小，仍有部分处于受压状态；斜截面开裂前后，钢筋混凝土梁梁体刚度显著减小，而预应力混凝土梁梁体刚度变化较小；模型梁斜截面抗裂试验结果与斜截面疲劳损伤理论计算结果对比表明，本文提出的混凝土梁斜截面疲劳损伤分析方法具有较好的适用性，并可应用于斜截面静力抗裂强度的预测。 （3）采用试验验证后的斜截面混凝土疲劳损伤分析方法，对大秦铁路中图号专桥2059A/B的32m梁斜截面进行疲劳损伤分析。分析得出：道砟超厚对斜截面抗裂疲劳强度产生不利影响。图号专桥2059A/B的32m梁斜截面抗裂设计强度满足现行铁路规范要求，但依据本文提出的混凝土梁斜截面损伤分析方法，在考虑运营恒载增加、主压应力和重载列车重复荷载共同作用下，专桥2059A/B的32m梁斜截面存在较大开裂风险，因此建议铁路规范对重载铁路斜截面抗裂强度提出更高要求。 |
| 作者： | 王振 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 牛斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国铁道科学研究院 |
| 学位年度： | 2023 |
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