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基于钢纤维自应力混凝土的桥梁体系转换加固的数值分析
| 论文题名： | 基于钢纤维自应力混凝土的桥梁体系转换加固的数值分析 |
| 关键词： | 简支变连续;旧桥加固;钢纤维自应力混凝土;有限元分析;抗弯承载力 |
| 摘要： | 建国以来，交通运输事业的不断发展，进入21世纪以后行车密度和车辆载重不断增大，致使现役的很多桥梁，特别是上世纪修建的简支梁桥，无论从使用功能上还是承载力方面都难以适应当前的行车需要。因此，为了有效地提高此类桥梁的承载力和安全性，各种加固方法应运而生，其中采用简支变连续结构体系转换加固法在中、小跨径的简支梁桥加固中得到了广泛的应用。采用这种加固法的关键问题是如何考虑支座负弯矩区的混凝土开裂问题，因为一旦负弯矩区的混凝土产生开裂，势必造成雨水等有害物质对结构层钢筋的锈蚀，严重影响加固后桥梁的耐久性。目前对于负弯矩区通常采用机械预应力混凝土来控制混凝土的开裂，本文采用一种新型的纤维增强复合材料——钢纤维自应力混凝土来代替机械预应力混凝土以减少施工上的繁琐，由于钢筋和钢纤维对自应力混凝土基体自膨胀的限制作用而产生化学预应力，以提高加固负弯矩区混凝土的抗裂性能。 本文的重点是借助大型通用有限元分析软件ANSYS，按现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)，对旧桥加固前后的受力状态进行力学模拟分析，主要内容如下: 1、采用ANSYS对辽宁沈环线某大桥加固前后进行建模计算，分析比较了加固前后控制截面的弯矩、剪力及挠度的变化，并对截面的承载能力进行计算比较。计算表明，原简支结构变成连续结构后，其截面的承载能力并没有得到显著的提高。但是由于体系发生了变化，内力分布更加均匀，使得跨中的弯矩明显降低，从而达到了加固的效果;另外，体系改变之后，控制截面的剪力有所增加，需要对支座截面进行抗剪加固;加固之后，跨中的挠度明显减少，符合结构变形要求。 2、采用两种方案对加固后的桥梁支座负弯矩区进行处理，一种是第二——五支座负弯矩区全部采用钢纤维自应力混凝土，另外一种是只对支座二和支座五的负弯矩区采用钢纤维自应力混凝土，计算比较之后发现:钢纤维自应力混凝土的膨胀作用有效地抑制了支座处由于混凝土的收缩而产生的负弯矩，选择具有合适的限制应变的自应力混凝土，能在加固后T梁抗弯承载力满足要求的情况下，显著降低支座处的负弯矩。另外针对该大桥第二——第五支座负弯矩差别并不是很大的情况下，选择方案一更加合理。 |
| 作者： | 辛立娟 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 何化南 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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