体外预应力加固混凝土T梁及箱梁的试验研究
本文关键词: 体外预应力 混凝土梁 全过程分析 受弯性能 延性 应力增量 出处:《北京交通大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:体外预应力加固是一种主动的加固方式,能够显著提高结构的承载力。由于具备施工快捷、维护管理方便、自重轻等优点,体外预应力技术被广泛应用于桥梁的新建和加固。本文基于6根体外预应力加固混凝土梁的试验对体外预应力梁的受力性能展开相关研究。本文的研究工作主要包括以下四个部分:第一,对3根体外预应力加固混凝土T梁和3根体外预应力加固混凝土箱梁进行全过程加载试验,通过分析试验梁的应变、挠度、裂缝发展等试验数据和现象,研究了不同加固方式和不同的体外预应力筋有效高度对梁加固效果和受力行为的影响。通过试验发现,设置体外预应力筋的试验梁抗弯承载力提高了50%以上,卸载加固可以使原有裂缝完全闭合,而带载加固时原有宽度较大的裂缝的宽度减小,原有宽度较小的裂缝闭合。增大体外预应力筋的有效高度可以提高梁的抗弯承载力。第二,通过合理简化计算模型,以弯矩-曲率分析为基础,结合共轭梁法,建立体外预应力混凝土梁弯曲性能的全过程分析方法,并利用Matlab编制了计算程序。通过试验值与计算值的比较,证明本文所建立的全过程分析方法的计算精度较高。在此基础上,对跨高比、混凝土强度、普通钢筋及预应力筋等参数对梁受弯性能的影响进行具体分析。第三,以位移延性系数为指标,分析了试验梁的延性特征,并对混凝土强度、受压区普通钢筋指标、受拉区普通钢筋指标、部分预应力比率、体外预应力筋有效高度等几个影响梁延性的因素做了参数分析。通过研究发现,与未加固梁相比,加固梁的位移延性系数减小,带载加固和卸载加固对梁最终的延性损失影响较小,增大体外预应力筋的有效高度可以在减小延性损失的情况下显著提高梁的抗弯承载能力。第四,研究了体外预应力筋在加载过程中的应力变化情况,以及体外筋对体内筋应力的影响,并建议了加固设计时预应力筋极限应力的计算公式。针对公路桥梁体外预应力加固,推导了加固时所需的体外预应力筋用量的上限值。在此基础上,分析了跨高比、混凝土强度等因素对预应力筋应力增量的影响。本文的研究成果有助于加深对体外预应力混凝土结构的理解,也为体外预应力混凝土桥梁的新建和加固设计提供了技术支持。
[Abstract]:External prestressed reinforcement is an active reinforcement method, which can significantly improve the bearing capacity of the structure. Because of the advantages of quick construction, convenient maintenance and management, light weight and so on. External prestressing technology is widely used in the construction and reinforcement of bridges. Based on the experimental results of 6 externally prestressed concrete beams, the mechanical behavior of externally prestressed beams is studied in this paper. The main work of this paper is to study the behavior of externally prestressed concrete beams. It consists of the following four parts:. Number one. Three concrete T-beams strengthened by external prestressing and three concrete box girders strengthened by external prestressing were tested in the whole process, and the experimental data and phenomena of strain, deflection and crack development of the test beams were analyzed. The effects of different reinforcement methods and different effective heights of external prestressed tendons on the strengthening effect and mechanical behavior of beams are studied. The flexural bearing capacity of the test beam with external prestressed tendons is increased by more than 50%, and the original crack can be completely closed by unloading and strengthening, while the width of the crack with the larger width is reduced when the load is strengthened. The original crack closure with small width. Increasing the effective height of external prestressed tendons can improve the flexural capacity of beams. Second, through reasonable simplification of the calculation model, based on the moment curvature analysis, combined with conjugate beam method. The whole process analysis method of the bending behavior of externally prestressed concrete beams is established, and the calculation program is compiled by using Matlab. The comparison between the experimental values and the calculated values is carried out. It is proved that the calculation accuracy of the whole process analysis method established in this paper is high. On this basis, the ratio of span to height, the concrete strength is obtained. The influence of the parameters such as common reinforcement and prestressed tendons on the flexural behavior of the beam is analyzed in detail. Thirdly, the ductility characteristics of the test beam are analyzed with the displacement ductility coefficient as the index, and the concrete strength is analyzed. Several factors affecting the ductility of beam are analyzed, such as the index of common steel bar in compression zone, the index of ordinary steel bar in tension area, the ratio of partial prestressing force and the effective height of external prestressing tendons. Compared with the unstrengthened beam, the displacement ductility coefficient of the strengthened beam decreases, and the ultimate ductility loss of the beam is less affected by the consolidation with load and the unloading reinforcement. Increasing the effective height of external prestressed tendons can significantly improve the flexural bearing capacity of beams under the condition of reducing ductility loss. 4th. The stress changes of external prestressed tendons during loading are studied. The influence of external tendons on the stress of internal tendons and the calculation formula of ultimate stress of prestressed tendons in reinforcement design are suggested. The upper limit of the amount of external prestressing tendons needed for reinforcement is deduced. Based on this, the ratio of span to height is analyzed. The effect of concrete strength and other factors on stress increment of prestressed tendons. The research results in this paper are helpful to deepen the understanding of external prestressed concrete structures. It also provides technical support for the construction and reinforcement design of externally prestressed concrete bridges.
【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】:U446;U445.72
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 闫龙;梁力;;朴沟桥体外预应力加固有限元分析[J];黑龙江科技信息;2010年08期
2 雷荣军;;桥梁体外预应力加固技术的应用[J];甘肃科技;2010年09期
3 勇早建;陈景艳;;浅谈桥梁体外预应力加固技术[J];科技传播;2010年15期
4 窦勇芝;张枫林;韦福堂;孙长军;;体外预应力加固技术的设计与施工应用[J];预应力技术;2011年06期
5 孙景环;;体外预应力加固设计[J];黑龙江交通科技;2012年01期
6 蓝泠;张泽文;陈盼;;体外预应力加固技术[J];科技资讯;2012年29期
7 方立志,朱天昒,吴虹斌,任庆铨,唐英;体外预应力加固钢梁的试验与实施[J];桥梁建设;1991年01期
8 梁乃金;体外预应力加固旧桥之探讨——芜湖市中江桥加固工程实例分析[J];安徽建筑;2000年05期
9 林高;施加体外预应力加固观光桥[J];广东公路交通;2000年S1期
10 王菊生,张颖驹,甘佑东,张耿耿,伍耀,芮志平;芜湖市中江桥体外预应力加固[J];中国市政工程;2000年04期
相关会议论文 前10条
1 韩春斌;朱传娣;王翔;;南京火车站站前广场环形高架平台桥体外预应力加固[A];第九届后张预应力学术交流会论文集[C];2006年
2 钟鸣;赵清华;谢国安;;连续箱梁体外预应力加固施工[A];2013年二省二区大型桥梁学术交流会论文集[C];2013年
3 尚仁杰;;《建筑结构体外预应力加固技术规程》简介[A];第十六届全国混凝土及预应力混凝土学术会议暨第十二届预应力学术交流会论文集[C];2013年
4 邓思华;吴寒亮;;体外预应力加固钢筋混凝土简支梁非线性分析[A];第十三届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2004年
5 赵人达;钱永久;奉龙成;;钢筋混凝土简支梁经体外预应力加固后的极限强度试验研究[A];新世纪预应力技术创新学术交流会论文集[C];2002年
6 项剑锋;陈微;;无黏结钢绞线体外预应力加固法的应用[A];中国老教授协会土木建筑(含建筑物改造与病害处理)专业委员会全国第九届建筑物改造与病害处理学术研讨会论文集[C];2011年
7 吴乃力;曾滨;李佩勋;;预制混凝土板体外预应力加固[A];第六届后张预应力学术交流会论文集[C];2000年
8 王新定;丁汉山;戴航;毛学舜;王鹏;袁爱民;;CFRP材料在混凝土桥梁结构体外预应力加固中的应用研究[A];第十七届全国桥梁学术会议论文集(下册)[C];2006年
9 郭逢庆;路敦军;;T形刚构桥梁体外预应力加固施工工艺[A];首届全国既有结构加固改造设计与施工技术交流会论文集[C];2007年
10 窦勇芝;汪孝龙;;体外预应力加固桥梁锚固结构的细部分析[A];第十一届后张预应力学术交流会论文集[C];2011年
相关博士学位论文 前2条
1 胡彦君;重载铁路桥梁体外预应力加固法的关键技术研究[D];北京交通大学;2015年
2 康省桢;预应力混凝土空心板梁桥破坏机理试验研究[D];郑州大学;2010年
相关硕士学位论文 前10条
1 吴枭;钢筋混凝土T梁体外预应力加固研究[D];东北林业大学;2015年
2 汤建忠;既有双曲拱桥检测、评定及加固技术改进研究[D];南京工业大学;2015年
3 方亮;体外预应力加固连续刚构桥研究[D];西南交通大学;2016年
4 刘玲;体外预应力加固混凝土T梁及箱梁的试验研究[D];北京交通大学;2016年
5 苗成铭;体外预应力加固连续梁桥极限强度研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
6 关彦超;桥梁体外预应力加固设计方法的评价分析[D];哈尔滨工业大学;2007年
7 李学金;体外预应力加固钢筋混凝土旧桥的应用研究[D];天津大学;2007年
8 张鑫敏;体外预应力加固在连续刚构中的应用[D];长安大学;2009年
9 李科;体外预应力加固简支梁桥的非线性分析[D];大庆石油学院;2008年
10 刘慧敏;桥梁体外预应力加固的数值模拟[D];郑州大学;2010年
,本文编号:1459101
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/1459101.html