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装配式混凝土空心板梁桥整体化加固的试验研究
| 论文题名： | 装配式混凝土空心板梁桥整体化加固的试验研究 |
| 关键词： | 桥梁加固;装配式混凝土空心板;整体化加固;正交异性板;横向预应力 |
| 摘要： | 在我国高速公路和城市道路广泛使用装配式混凝土空心板梁桥。近年来,许多桥梁出现空心板铰缝的典型病害。针对出现此类病害的情况,研究了装配式混凝土空心板整体化加固方法和设计计算中的关键问题,主要研究内容和成果如下: 提出了在空心板上、下均施加横向预应力整体化加固装配式空心板梁桥的技术思路,即在修复铰缝损伤的基础上,通过施加横向预应力,在空心板梁桥铰缝截面产生预压力,改善铰缝受力状态,从而消除铰缝损伤的积累,使得加固后装配式空心板梁桥上部结构整体受力特点接近整体板。 根据空心板梁和混凝土铰缝结构的特点,基于有限条理论,提出了空心板和铰缝受力分析的有限条法。混凝土铰缝被当做独立的单元,对应单元有一定的刚度,能通过计算揭示混凝土铰缝在车辆荷载作用下其同时承受剪力和弯矩作用的受力状态,可以定量描述这种受力状态。通过典型的桥梁荷载试验并设置的特殊观测,空心板及铰缝受力的结构有限条法分析证明根据车辆在桥横向的位置不同,空心板混凝土铰缝承受的弯矩(剪力)还分为正弯矩(剪力)和负弯矩(剪力)。 设计了不同形式铰缝的试件抗剪性能试验。试验表明,铰缝剪切属于后浇混凝土粘结问题,结合面凿毛、铰缝内配筋以及增加侧压力能提高抗剪强度。综合试验结果和相关文献研究成果,提出了无侧压力下铰缝抗剪强度的计算式；在有配筋和侧压力情况下,基于摩擦抗剪原理,推荐了铰缝抗剪承载力计算公式,既可以用于装配式混凝土空心板整体化加固设计,也可以用于新桥铰缝设计。 将装配式混凝土空心板桥上部结构比拟成正交异性板,推导出了铰缝剪力和弯矩的计算公式,并分析了其峰值和空间分布的规律,据此,制作了可供设计者直接使用的图表,通过该些图表设计者可以很方便查得在JTG D60-2004车辆荷载作用下常用装配式混凝土空心板铰缝的弯矩和剪力值。 基于室内张拉横向预应力筋试验结果和运用有限元分析得到横向预应力筋在铰缝截面产生压应力的分布规律,同时结合铰缝剪力和弯矩的分布规律,提出了整体化加固装配式混凝土空心板梁桥的横向预应力筋设计计算方法。 研究提出可以用挠度横向分布和铰缝相对位移差两个指标来检验装配式混凝土空心板整体化加固的效果。 |
| 作者： | 俞博 |
| 专业： | 土木工程;桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 叶见曙 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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