梯级变幅疲劳荷载下混凝土梁性能演化试验研究

发布时间：2023-03-12 15:40

　　在我国,普通混凝土(RC)梁桥早期得到普遍应用,其中包含数量巨大的客货共线铁路旧桥;早期客货共线铁路运速慢、运力低,列车对桥梁体现为低应力幅交变作用,随着铁路六次大提速完成和高铁迅速发展所致运力释放,铁路旧桥所受应力幅值持续增大且呈梯级变幅之势。基于上述现状和调查研究表明:客货共线铁路旧桥实际承受的是梯级变幅疲劳荷载,长时间服役使得桥体自身疲劳损伤累积问题不容忽视。本文以客货共线铁路旧桥为背景,采用MTS双作动器同步加载,对5根混凝土试验梁分别开展静力与梯级变幅疲劳加载试验,采集力、变形、应变、裂缝、残余变形、疲劳次数等信息;以试验梁各加载阶段(开裂前后、不同疲劳次数后、疲劳断裂后)为时间节点,通过模态测试与分析,采集振型、自振频率、阻尼比等自振特性。通过试验研究与分析,取得如下成果:1.探明了梯级变幅疲劳荷载下混凝土梁静动力性能演化特点(1)在梯级变幅疲劳加载全过程,梁体静力、疲劳性能下降的同时伴随着自振特性的衰退,刚度与自振频率的演化均呈3阶段发展特征。(2)应力幅值提升的初始阶段是梁体静动力性能迅速退化阶段;梁体在“开裂”与“疲劳断裂”阶段性能变化存在突变点。(3)梯级变幅疲劳荷...

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中文摘要
英文摘要
1 引言
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 混凝土梁疲劳性能试验研究
        1.2.2 混凝土梁自振特性试验研究
        1.2.3 疲劳损伤累积与疲劳寿命预测
        1.2.4 低应力幅疲劳荷载下金属材料的应变强化
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
    1.4 创新点
2 材料与方法
    2.1 梯级变幅疲劳试验
        2.1.1 工程调研
        2.1.2 试件设计与制作
        2.1.3 加载制度
        2.1.4 加载装置
        2.1.5 测点布置与数据采集
    2.2 自振特性测试试验
        2.2.1 试验概述
        2.2.2 测试方法与装置
        2.2.3 测点布置与数据采集
    2.3 本章小节
3 结果与分析
    3.1 试验现象
        3.1.1 裂缝
        3.1.2 残余变形
        3.1.3 破坏模式
    3.2 混凝土梁静力性能演化
        3.2.1 应变
        3.2.2 刚度退化
    3.3 混凝土梁疲劳性能演化
        3.3.1 应变
        3.3.2 滞回特性
    3.4 混凝土梁自振特性演化
        3.4.1 振型
        3.4.2 自振频率
        3.4.3 阻尼比
    3.5 本章小节
4 讨论
    4.1 梯级变幅疲劳荷载下混凝土梁静动力性能演化特点
    4.2 低应力幅疲劳加载对混凝土梁静力性能的影响
    4.3 低应力幅疲劳加载对混凝土梁动力性能的影响
        4.3.1 疲劳性能
        4.3.2 自振特性
    4.4 本章小节
5 结论
6 参考文献
7 致谢
8 攻读学位期间取得的成果及参与项目



本文编号：3761487