基于盲孔法的桥梁有效预应力检测研究

发布时间：2017-10-18 06:22

  本文关键词：基于盲孔法的桥梁有效预应力检测研究

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【摘要】：预应力钢筋的有效预应力值是评价预应力混凝土桥梁工作性能的重要参数之一。由于各种因素造成预应力损失的不确定性,可能会使有效预应力实际值与设计值产生差异,因此急切需要方法来准确检测桥梁的有效预应力。目前此研究领域大多数方法采用在梁结构底部混凝土上钻孔来测试预应力混凝土桥梁的有效预应力值。本文采用新的思路,以钢绞线为研究对象,采用盲孔法来检测桥梁有效预应力,主要进行了以下研究:首先,本文通过查阅相关文献,明确了适用于平面薄板的盲孔法基本理论。分析了预应力混凝土单梁梁底开孔对钢绞线有效预应力的影响,得出在自重和预应力作用下,开凿混凝土造成的钢绞线应力变化很小。其次,利用有限元软件建立钢丝及钢绞线计算模型,得出沿模型长度方向的孔边应力释放值及应力集中系数。计算结果表明公路常用钢绞线孔边应力释放值及应力集中系数在一定范围内随着孔径递增,随钻孔深度则表现为先递增,当钻孔深度超过钻孔半径2.67倍后,略有减小趋于平缓。截面不同,孔边应力释放值及应力集中系数均有所差异。分别改变张拉荷载和钢绞线弹性模量,对孔边应力释放值及应力集中系数进行计算分析,得出结论:孔边应力释放值与张拉荷载成正比例关系。最后,进行了裸钢绞线盲孔法试验,测试了不同因素下的孔边应力释放值。验证了理论分析部分找出的钢绞线孔边应力释放值与钻孔半径、钻孔深度等参数的关系与试验结果一致。试验操作时钻孔位置越靠近应变片电阻丝,测得的应力释放值越大,测量的效果更好。通过与理论应力释放值对比分析,验证了盲孔法测钢绞线现存应力的可行性。通过相关推导和修正,得到特定条件下单梁钢绞线有效预应力的计算方法,为预应力混凝土梁有效预应力检测提供一种可行的检测方法。
【关键词】：盲孔法 有效预应力 应力释放值 有限元 钢绞线
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445.57
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 研究背景和意义9-10
• 1.2 在役预应力混凝土预应力检测方法研究现状及分析10-14
• 1.2.1 在役预应力混凝土预应力检测方法的研究现状10-14
• 1.2.2 研究现状的简析14
• 1.3 本文研究内容14-16
• 第2章 盲孔法基本理论与单梁梁底砼开孔分析16-35
• 2.1 概述16
• 2.2 盲孔法基本理论16-20
• 2.3 应力集中及应力释放参数介绍20-22
• 2.3.1 应力集中20
• 2.3.2 应力释放值20-21
• 2.3.3 应力释放比21-22
• 2.4 盲孔法的试验操作技术22-25
• 2.4.1 应变花的选择22-23
• 2.4.2 盲孔法测量应力的步骤23-25
• 2.5 预应力混凝土单梁梁底开孔分析25-34
• 2.5.1 六面体实体单元25-28
• 2.5.2 预应力混凝土梁相关理论研究28-29
• 2.5.3 预应力混凝土单梁有限元模型的建立29-31
• 2.5.4 预应力混凝土单梁局部梁底开孔应力分析31-34
• 2.6 本章小结34-35
• 第3章 盲孔法测试钢绞线有效预应力的敏感性分析35-60
• 3.1 钢绞线实体模型的建立35-37
• 3.2 钢绞线孔边应力分析37-42
• 3.2.1 孔边距离的影响41-42
• 3.2.2 孔深的影响42
• 3.3 孔边应力释放值与各因素之间的关系42-54
• 3.3.1 钻孔半径的影响42-47
• 3.3.2 钻孔深度的影响47-51
• 3.3.3 模型截面的影响51-52
• 3.3.4 张拉荷载的影响52-53
• 3.3.5 弹性模量的影响53-54
• 3.4 孔边应力集中系数与各因素之间的关系54-59
• 3.4.1 钻孔半径的影响54-56
• 3.4.2 钻孔深度的影响56-57
• 3.4.3 模型截面的影响57-58
• 3.4.4 张拉荷载的影响58
• 3.4.5 弹性模量的影响58-59
• 3.5 本章小结59-60
• 第4章 盲孔法测试钢绞线有效预应力的试验研究60-73
• 4.1 概述60
• 4.2 试验仪器和设备60-62
• 4.3 试验材料布置及试验内容62-66
• 4.3.1 试验材料布置62-63
• 4.3.2 试验内容63-66
• 4.4 试验结果与分析66-70
• 4.4.1 数据分析66-70
• 4.4.2 试验小结70
• 4.5 试验误差分析70-71
• 4.6 钢绞线现存应力的计算公式71-72
• 4.7 本章小结72-73
• 结论73-75
• 参考文献75-80
• 致谢80

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本文编号：1053420