钢筋混凝土桥梁火灾损伤与加固分析

发布时间：2017-10-23 22:00

  本文关键词：钢筋混凝土桥梁火灾损伤与加固分析

  更多相关文章： T形梁桥 ABAQUS 火灾分析 检测加固

【摘要】：近年来随着我国公路事业的高速发展,桥梁的数量逐渐增多,桥梁运营过程中发生的灾害问题也越来越受到人们的重视。其中火灾对桥梁的安全性能影响极大,已经成为发生概率最高、造成损失最大的灾害之一。火灾后桥梁结构受到不同程度的损伤,严重影响其安全使用性能,因此及时、科学地对损伤部件进行检测评估并提出有效的加固方案显得尤为重要。由于火灾试验的成本较高且火灾模拟难度较大,用试验方法对火灾模式下桥梁的抗火性能进行研究存在困难。本论文通过软件模拟的方式对桥梁结构的抗火性能进行研究,并以典型的T形梁桥为例,通过有限元数值模拟及理论计算并与实际工程案例进行对比分析其受力性能,结合检测鉴定结果给出加固建议。主要内容如下:(1)对混凝土和钢筋热工参数随温度变化规律进行了相关研究,通过对比分析,确定出适用于钢筋混凝土梁桥温度场分析所需的热工性能指标,作为研究钢筋混凝土梁截面火灾温度场的依据。(2)在研究高温对钢筋和混凝土的性能影响的基础上,根据火灾温度对梁桥结构材料造成的伤害特点与性能下降的程度,推出了一套关于火灾后桥梁结构损伤的评估流程,评估流程具体内容包括:对资料进行查阅、现场勘查、火场以及构件内部温度场推定、结构构件损伤情况检测、损伤状态分析评估等,并介绍了相关检测方法以及钢筋混凝土桥梁火灾后损伤的评估标准。(3)介绍了有限元软件ABAQUS在桥梁火灾中的应用,以钢筋混凝土T梁构件为例建模,分析了其在高温下的温度场以及影响因素、高温下结构应力情况以及承载力的影响因素,并通过与实验值进行对比,验证了有限元ABAQUS分析火灾问题的可靠性。(4)以某火灾后的T形梁桥为例,对其火灾后情况进行相关检测,采用ABAQUS有限元分析软件,采用瞬态分析法对桥梁受火后温度云进行模拟分析,得到了构件截面温度分层图,以此为依据对钢筋混凝土的强度、弹性模量进行折减,模拟分析了桥梁火灾前后挠度、承载力变化情况,并通过公式计算进行对比验证,最后给出了桥梁火灾后损伤鉴定结果以及相关加固建议。
【关键词】：T形梁桥 ABAQUS 火灾分析 检测加固
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U447;U445.72
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 研究现状11-16
• 1.2.1 国外研究现状11-13
• 1.2.2 国内研究现状13-16
• 1.3 本文研究的主要成果16-17
• 第2章 混凝土和钢筋的热力参数研究17-28
• 2.1 引言17
• 2.2 高温下混凝土的热力参数17-23
• 2.2.1 混凝土材料热工特性17-20
• 2.2.2 混凝土的高温力学性能20-23
• 2.3 高温下钢筋热力参数23-27
• 2.3.1 钢筋热工特性23-25
• 2.3.2 钢筋高温力学性能25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 火灾后钢筋混凝土梁桥检测评估28-35
• 3.1 引言28
• 3.2 火灾后现场的勘查28-29
• 3.3 火灾后梁桥检测评估流程29
• 3.4 火灾后梁桥检测方法及其适用性29-33
• 3.4.1 火灾后温度的判断方法29-31
• 3.4.2 混凝土强度检测方法31-32
• 3.4.3 钢筋的强度检测32
• 3.4.4 支座烧损状况检查32
• 3.4.5 混凝土桥梁结构整体性能检测32-33
• 3.5 混凝土梁桥高温后的损伤评估标准33-34
• 3.6 本章小结34-35
• 第4章 有限元ABAQUS高温分析应用35-47
• 4.1 ABAQUS简介35-36
• 4.2 ABAQUS分析讨论火灾问题36-45
• 4.2.1 ABAQUS温度场建模36-39
• 4.2.2 温度场影响因素分析39-43
• 4.2.3 ABAQUS分析钢筋混凝土T形梁力学性能43-44
• 4.2.4 温度对极限荷载的影响44-45
• 4.2.5 钢筋混凝土T梁挠度与耐火极限分析45
• 4.3 本章小结45-47
• 第5章 工程实例47-71
• 5.1 引言47
• 5.2 工程概况47
• 5.3 火灾后桥梁检测47-53
• 5.3.1 桥梁结构历史状况调查47-48
• 5.3.2 推定火场温度48-49
• 5.3.3 混凝土强度检测结果49-52
• 5.3.4 钢筋强度试验结果52
• 5.3.5 支座外观检查结果52-53
• 5.3.6 挠度测试结果53
• 5.4 桥下火灾升温模式53-54
• 5.5 有限元建模分析54-64
• 5.5.1 有限元建模54-56
• 5.5.2 T形梁桥截面温度场分析56-60
• 5.5.3 T形梁桥挠度分析60-62
• 5.5.4 T型梁桥承载力分析62-64
• 5.6 挠度与承载力计算分析64-67
• 5.6.1 火灾前的T形梁挠度计算64-65
• 5.6.2 火灾后的T形梁挠度计算65-66
• 5.6.3 火灾前的T形抗弯梁承载力计算66-67
• 5.6.4 火灾后的T形梁抗弯承载力计算67
• 5.7 火灾后桥梁安全性评估67-69
• 5.8 加固建议69
• 5.9 本章小结69-71
• 第6章 总结与展望71-73
• 6.1 总结71-72
• 6.2 展望72-73
• 参考文献73-76
• 致谢76-77
• 附录 攻读学位期间发表的学术论文77

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本文编号：1085541