考虑材料劣化的曲线连续刚构桥抗震性能分析与设计优化
发布时间：2021-02-17 18:02
考虑钢筋混凝土材料劣化状态下的桥梁结构地震响应分析对于我国在役桥梁的抗震与相关设计优化是有着重要意义的。本文基于钢筋混凝土材料劣化相关理论,以贵州省坞家塆大桥为工程背景,对比分析了依托工程在不同材料劣化状态下结构的动力特性状态。同时基于桥址场地条件,采用SIMQKE程序拟合人工地震波,对高低墩的位移响应、弯矩响应、剪力响应进行了探讨。并根据材料退化模型,采用Mander模型和Menegotto-Pinto模型分别模拟混凝土本构关系与钢筋本构关系,研究了主墩弯矩曲率曲线。其次,为分析考虑了劣化状态下曲线连续刚构桥的抗震参数优化,基于钢筋混凝土材料劣化规律,提出了平均劣化强度的概念,并基于该理念,根据依托工程桥址场地的地震区域条件与桥梁自身养护预期,拟定桥梁抗震优化选用的材料劣化时间参数。在考虑了材料劣化状态的情况下,对原结构桥梁的横系梁设置数目、设置位置、横系梁刚度、墩梁刚度比等设计参数进行了探讨。最后,在充分考虑材料劣化的情况下,本文分析了不同场地条件下曲线连续刚构桥的地震响应情况。通过对不同场地类别变化情况下,大跨径高低墩刚构桥动力特性、典型截面位移和内力地震响应结果进行分析,得出了...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
11图3-1主梁混凝土开裂损伤图3-2主桥混凝土渗水破坏2.1.2混凝土材料劣化影响因素为了进一步研究混凝土材料劣化对桥梁结构的影响，首先对混凝土材料劣化的影响因素进行分析与阐述。根据混凝土材料的自身特性与应用环境，混凝土材料劣化影响因素大致可分为混凝土碳化、碱集料反应、混凝土冻融循环破坏、氯盐侵蚀、硫酸盐腐蚀等5大方面[44]。（1）混凝土碳化混凝土碳化作用指的是环境中的二氧化碳与混凝土空隙中的碱性化合物相互作用，产生物理化学反应的一种过程。由于混凝土碳化作用会导致混凝土表面收缩，继而出现一定的微小裂纹，从而造成混凝土强度的进一步降低与微裂缝的进一步开展。同时，由于混凝土的碳化作用会改变原结构的PH值，间接会影响到结构钢筋的受力性能，造成钢筋锈蚀。（2）碱集料反应碱集料反映指的是混凝土中的碱性化合物与集料中的活性成分发生一定的膨胀反应，造成混凝土结构的破坏。碱集料反应是一种长期的、慢性的混凝土材料劣化过程，会对混凝土造成严重的损害，且该反应不可逆。碱集料反应发生的条件包括：1）混凝土材料中含有过量的碱性物质，例如Na2O和K2O；2）集料中含有一定的碱活性矿物；3）混凝土处于较为潮湿的环境下。（3）混凝土冻融循环破坏混凝土冻融循环指的是混凝土内部的毛细孔水在温度的循环作用下，形成“冻结-消融-冻结”的循环过程。该过程会使得混凝土出现水冻胀压力和渗透压
11图3-1主梁混凝土开裂损伤图3-2主桥混凝土渗水破坏2.1.2混凝土材料劣化影响因素为了进一步研究混凝土材料劣化对桥梁结构的影响，首先对混凝土材料劣化的影响因素进行分析与阐述。根据混凝土材料的自身特性与应用环境，混凝土材料劣化影响因素大致可分为混凝土碳化、碱集料反应、混凝土冻融循环破坏、氯盐侵蚀、硫酸盐腐蚀等5大方面[44]。（1）混凝土碳化混凝土碳化作用指的是环境中的二氧化碳与混凝土空隙中的碱性化合物相互作用，产生物理化学反应的一种过程。由于混凝土碳化作用会导致混凝土表面收缩，继而出现一定的微小裂纹，从而造成混凝土强度的进一步降低与微裂缝的进一步开展。同时，由于混凝土的碳化作用会改变原结构的PH值，间接会影响到结构钢筋的受力性能，造成钢筋锈蚀。（2）碱集料反应碱集料反映指的是混凝土中的碱性化合物与集料中的活性成分发生一定的膨胀反应，造成混凝土结构的破坏。碱集料反应是一种长期的、慢性的混凝土材料劣化过程，会对混凝土造成严重的损害，且该反应不可逆。碱集料反应发生的条件包括：1）混凝土材料中含有过量的碱性物质，例如Na2O和K2O；2）集料中含有一定的碱活性矿物；3）混凝土处于较为潮湿的环境下。（3）混凝土冻融循环破坏混凝土冻融循环指的是混凝土内部的毛细孔水在温度的循环作用下，形成“冻结-消融-冻结”的循环过程。该过程会使得混凝土出现水冻胀压力和渗透压
【参考文献】：
期刊论文
[1]多跨连续钢梁桥的时变地震易损性研究[J]. 张文斌. 低温建筑技术. 2019(01)
[2]海洋环境下混凝土中钢筋加速锈蚀研究[J]. 康悦,李刚,金祖权,赵铁军. 隧道建设(中英文). 2018(12)
[3]高烈度区某高速铁路实心单薄壁墩连续刚构桥抗震分析[J]. 普云浩,廖玉凤,卢朝勇. 建筑结构. 2018(S2)
[4]横系梁对高墩大跨连续刚构桥地震响应优化分析[J]. 张清旭,宁晓骏,周兴林. 中国水运(下半月). 2018(10)
[5]高墩大跨混凝土连续刚构桥梁抗震性数值分析[J]. 李林革. 公路工程. 2018(05)
[6]大跨径波形钢腹板连续刚构桥拉索支座抗震效应分析[J]. 张雅杰,欧昌伟,卢小锋. 西南公路. 2018(03)
[7]修正的Giuffre-Menegotto-Pinto钢筋滞回本构模型[J]. 雷燕云,谢旭. 浙江大学学报(工学版). 2018(10)
[8]基于双重破坏准则的高墩大跨曲线连续刚构桥抗震性能研究[J]. 李金华,罗文博. 中外建筑. 2018(09)
[9]双薄壁墩连续刚构桥地震反应影响参数分析[J]. 张永亮,王云,陈兴冲,刘尊稳. 桥梁建设. 2018(04)
[10]大跨连续刚构桥系梁地震响应分析[J]. 曾金明. 交通科技. 2018(04)
博士论文
[1]单调及重复荷载作用下锈蚀钢筋混凝土粘结性能试验研究[D]. 林红威.浙江大学 2017
[2]沿海在役钢筋混凝土桥梁性能退化及剩余使用寿命预测[D]. 郭冬梅.浙江大学 2014
硕士论文
[1]多因素耦合作用下水泥基材料损伤劣化研究[D]. 沈达满.东南大学 2017
[2]盐侵蚀条件与水泥基材料劣化的相关性研究[D]. 丁晨.中南大学 2012
[3]连续刚构桥地震时程响应及跨中强度的有限元分析[D]. 辛立江.合肥工业大学 2010
[4]氯腐蚀环境混凝土结构耐久性与寿命预测[D]. 郝晓丽.西安建筑科技大学 2004
本文编号：3038338
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
11图3-1主梁混凝土开裂损伤图3-2主桥混凝土渗水破坏2.1.2混凝土材料劣化影响因素为了进一步研究混凝土材料劣化对桥梁结构的影响，首先对混凝土材料劣化的影响因素进行分析与阐述。根据混凝土材料的自身特性与应用环境，混凝土材料劣化影响因素大致可分为混凝土碳化、碱集料反应、混凝土冻融循环破坏、氯盐侵蚀、硫酸盐腐蚀等5大方面[44]。（1）混凝土碳化混凝土碳化作用指的是环境中的二氧化碳与混凝土空隙中的碱性化合物相互作用，产生物理化学反应的一种过程。由于混凝土碳化作用会导致混凝土表面收缩，继而出现一定的微小裂纹，从而造成混凝土强度的进一步降低与微裂缝的进一步开展。同时，由于混凝土的碳化作用会改变原结构的PH值，间接会影响到结构钢筋的受力性能，造成钢筋锈蚀。（2）碱集料反应碱集料反映指的是混凝土中的碱性化合物与集料中的活性成分发生一定的膨胀反应，造成混凝土结构的破坏。碱集料反应是一种长期的、慢性的混凝土材料劣化过程，会对混凝土造成严重的损害，且该反应不可逆。碱集料反应发生的条件包括：1）混凝土材料中含有过量的碱性物质，例如Na2O和K2O；2）集料中含有一定的碱活性矿物；3）混凝土处于较为潮湿的环境下。（3）混凝土冻融循环破坏混凝土冻融循环指的是混凝土内部的毛细孔水在温度的循环作用下，形成“冻结-消融-冻结”的循环过程。该过程会使得混凝土出现水冻胀压力和渗透压
11图3-1主梁混凝土开裂损伤图3-2主桥混凝土渗水破坏2.1.2混凝土材料劣化影响因素为了进一步研究混凝土材料劣化对桥梁结构的影响，首先对混凝土材料劣化的影响因素进行分析与阐述。根据混凝土材料的自身特性与应用环境，混凝土材料劣化影响因素大致可分为混凝土碳化、碱集料反应、混凝土冻融循环破坏、氯盐侵蚀、硫酸盐腐蚀等5大方面[44]。（1）混凝土碳化混凝土碳化作用指的是环境中的二氧化碳与混凝土空隙中的碱性化合物相互作用，产生物理化学反应的一种过程。由于混凝土碳化作用会导致混凝土表面收缩，继而出现一定的微小裂纹，从而造成混凝土强度的进一步降低与微裂缝的进一步开展。同时，由于混凝土的碳化作用会改变原结构的PH值，间接会影响到结构钢筋的受力性能，造成钢筋锈蚀。（2）碱集料反应碱集料反映指的是混凝土中的碱性化合物与集料中的活性成分发生一定的膨胀反应，造成混凝土结构的破坏。碱集料反应是一种长期的、慢性的混凝土材料劣化过程，会对混凝土造成严重的损害，且该反应不可逆。碱集料反应发生的条件包括：1）混凝土材料中含有过量的碱性物质，例如Na2O和K2O；2）集料中含有一定的碱活性矿物；3）混凝土处于较为潮湿的环境下。（3）混凝土冻融循环破坏混凝土冻融循环指的是混凝土内部的毛细孔水在温度的循环作用下，形成“冻结-消融-冻结”的循环过程。该过程会使得混凝土出现水冻胀压力和渗透压
【参考文献】：
期刊论文
[1]多跨连续钢梁桥的时变地震易损性研究[J]. 张文斌. 低温建筑技术. 2019(01)
[2]海洋环境下混凝土中钢筋加速锈蚀研究[J]. 康悦,李刚,金祖权,赵铁军. 隧道建设(中英文). 2018(12)
[3]高烈度区某高速铁路实心单薄壁墩连续刚构桥抗震分析[J]. 普云浩,廖玉凤,卢朝勇. 建筑结构. 2018(S2)
[4]横系梁对高墩大跨连续刚构桥地震响应优化分析[J]. 张清旭,宁晓骏,周兴林. 中国水运(下半月). 2018(10)
[5]高墩大跨混凝土连续刚构桥梁抗震性数值分析[J]. 李林革. 公路工程. 2018(05)
[6]大跨径波形钢腹板连续刚构桥拉索支座抗震效应分析[J]. 张雅杰,欧昌伟,卢小锋. 西南公路. 2018(03)
[7]修正的Giuffre-Menegotto-Pinto钢筋滞回本构模型[J]. 雷燕云,谢旭. 浙江大学学报(工学版). 2018(10)
[8]基于双重破坏准则的高墩大跨曲线连续刚构桥抗震性能研究[J]. 李金华,罗文博. 中外建筑. 2018(09)
[9]双薄壁墩连续刚构桥地震反应影响参数分析[J]. 张永亮,王云,陈兴冲,刘尊稳. 桥梁建设. 2018(04)
[10]大跨连续刚构桥系梁地震响应分析[J]. 曾金明. 交通科技. 2018(04)
博士论文
[1]单调及重复荷载作用下锈蚀钢筋混凝土粘结性能试验研究[D]. 林红威.浙江大学 2017
[2]沿海在役钢筋混凝土桥梁性能退化及剩余使用寿命预测[D]. 郭冬梅.浙江大学 2014
硕士论文
[1]多因素耦合作用下水泥基材料损伤劣化研究[D]. 沈达满.东南大学 2017
[2]盐侵蚀条件与水泥基材料劣化的相关性研究[D]. 丁晨.中南大学 2012
[3]连续刚构桥地震时程响应及跨中强度的有限元分析[D]. 辛立江.合肥工业大学 2010
[4]氯腐蚀环境混凝土结构耐久性与寿命预测[D]. 郝晓丽.西安建筑科技大学 2004
本文编号：3038338
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