考虑CFRP抗弯加固方式的RC梁的可靠度及环境影响评价

发布时间：2017-05-04 21:12

  本文关键词：考虑CFRP抗弯加固方式的RC梁的可靠度及环境影响评价，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着经济的快速发展,我国基础设施建设也在快速推进,我国建造的公路桥梁的数量在不断的增加。截至2014年底,全国公路桥梁达75.71万座。到2020年,我国公路桥梁将达到80万余座。桥梁结构在服役过程中受到车辆荷载和外界环境的共同作用,性能劣化,无法满足预定功能的要求,需要从可靠度的角度对既有桥梁进行评定,然后进行加固。同时,桥梁的建设与养护将消耗大量的资源能源,需要对其所产生的环境影响进行评估。我国又是一个幅员辽阔的国家,有干湿交替、冻融交替、沿海潮湿等不同的环境条件。因此有必要研究不同的环境条件对加固次数的影响以及对环境产生的影响。CFRP材料作为一种新的加固材料,采用CFRP加固法相对于传统的加固方法有很多优点,但是对于采用CFRP材料加固后的桥梁可靠度研究以及采用CFRP材料加固后的环境影响研究都比较少,因此有必要对其进行深入研究。本文主要从以下几个方面进行研究：(1)建立RC桥梁受弯构件加固前后的功能函数。结合Monte-Carlo抽样法与一次二阶矩法,建立可靠度指标计算方法。(2)在四种不同环境条件下,根据《公路桥梁承载能力检测评定规程》引入桥梁检算系数,修正RC桥梁受弯构件抗力函数,分别采用CFRP布和CFRP板进行加固计算,比较采用两种材料加固对既有桥梁受弯构件抗弯可靠度水平的提升;(3)计算CFRP布和CFRP板单次加固桥梁受弯构件产生的环境影响潜值。引入可靠度退化模型,计算RC梁维修阶段的加固次数和环境影响潜值。然后计算RC梁生命周期环境影响潜值。引入“年平均环境影响潜值”的概念,计算在生命周期内RC梁每年产生的环境影响潜值；(4)在考虑不同的环境条件下桥梁自身性能退化的情况下,同时考虑汽车荷载超载10%、20%、30%、40%、50%,产生20种不同的荷载工况。在不同工况下,分别采用CFRP布和CFRP板进行加固,对比分析两种材料加固后对既有桥梁受弯构件的可靠度水平的提升。计算两种材料加固后产生的环境影响潜值,并进行全生命周期环境潜值计算。
【关键词】：公路桥梁 加固 CFRP 可靠度 环境影响评价
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU375.1
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-25
• 1.1 研究背景和研究意义11-13
• 1.2 可靠度理论与LCA理论的发展13-18
• 1.2.1 可靠度理论发展13-17
• 1.2.2 LCA论发展17-18
• 1.3 国内外研究现状18-22
• 1.3.1 FRP加固RC桥梁可靠度研究现状18-20
• 1.3.2 桥梁环境影响评价研究现状20-22
• 1.4 本文主要研究内容及创新点22-25
• 2 既有RC梁加固前后可靠度分析25-37
• 2.1 公路桥梁承载能力检测评定规程》介绍25-28
• 2.2 公路桥梁加固设计规范》介绍28-30
• 2.2.1 桥梁加固所用的纤维复合材料28-29
• 2.2.2 桥梁加固设计29-30
• 2.3 加固前后RC梁抗弯功能函数建立30-35
• 2.3.1 新建RC梁抗弯功能函数建立30-32
• 2.3.2 既有RC梁抗弯功能函数建立32
• 2.3.3 CFRP加固RC梁抗弯功能函数建立32-33
• 2.3.4 参数的随机分布及可靠度计算方法33-35
• 2.4 本章小结35-37
• 3 CFRP加固RC梁的可靠度37-59
• 3.1 桥梁基本信息37-41
• 3.1.1 工程概况37-38
• 3.1.2 桥梁检算系数取值38
• 3.1.3 RC梁初始可靠度38-39
• 3.1.4 CFRP加固前RC梁可靠度39-41
• 3.2 CFRP加固设计方案41-46
• 3.2.1 不考虑超载的CFRP加固设计方案41-43
• 3.2.2 考虑超载的CFRP加固设计方案43-46
• 3.3 CFRP加固RC梁可靠度结果对比46-49
• 3.3.1 不考虑超载的CFRP加固RC梁可靠度结果对比46-47
• 3.3.2 考虑超载的CFRP加固RC梁可靠度结果对比47-49
• 3.4 RC梁生命周期CFRP加固次数49-57
• 3.4.1 不考虑超载的梁全生命周期CFRP加固次数49-55
• 3.4.2 考虑超载的RC梁全生命周期CFRP加固次数55-57
• 3.5 本章小结57-59
• 4 RC梁全生命期环境影响计算59-85
• 4.1 LCA方法介绍59-61
• 4.2 CFRP单次加固RC梁环境影响计算61-68
• 4.2.1 不考虑超载的CFRP单次加固RC梁环境影响计算61-67
• 4.2.2 考虑超载的CFRP单次加固RC梁环境影响计算67-68
• 4.3 RC梁生命周期环境影响计算68-78
• 4.3.1 材料生产、施工、拆除阶段环境影响68-74
• 4.3.2 不考虑超载的CFRP加固RC梁生命周期环境影响计算74-76
• 4.3.3 考虑超载的CFRP加固RC梁生命周期环境影响计算76-78
• 4.4 RC梁年平均环境影响计算78-83
• 4.5 本章小结83-85
• 5 结论与展望85-89
• 5.1 结论85-86
• 5.2 展望86-89
• 参考文献89-95
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果95-99
• 学位论文数据集99

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本文编号：345816