铁路普通钢筋混凝土梁体外预应力碳纤维板重载加固技术研究

发布时间：2017-03-17 21:07

  本文关键词：铁路普通钢筋混凝土梁体外预应力碳纤维板重载加固技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为满足经济社会发展的需求,大轴重重载铁路已成为铁路货运的发展方向。由于重载铁路运输的运能大、效率高、运输成本低等特点使大轴重重载运输成为大宗货物最为经济有效的运输方式。依托轴重30t以上煤炭运输重载铁路关键技术与核心装备研制任务七——重载线路基础设施强化措施研发科研项目,课题组已成功研发出体外预应力碳纤维板加固重载铁路桥梁成套技术,包括：碳纤维板夹持、张拉、锚固等,已有研究表明该加固技术对30t轴重重载铁路全预应力混凝土标准梁是有效的、可行的。但是,对于30t轴重重载铁路钢筋混凝土梁的加固是否有效、可行,需要进一步研究。对于钢筋混凝土梁,以12m低高度钢筋混凝土板梁为例,研究表明在1.2倍ZH活载(30t轴重)作用下,其受拉主筋拉应力不满足规范要求,结构抗弯承载力和疲劳强度不足,梁体刚度偏弱,需要进行强化改造,以提高梁体的强度、刚度和耐久性。通过理论检算和静载试验,验证了本文所述加固方案对其是有效可行的。在此基础上,为了进一步研究该加固技术对其他既有梁型的有效性,理论检算了叁标桥(1024)的6m、8m、12m、16m、20m梁(直/曲线)、专桥(88)1023的8m、12m、16m(直/曲线)梁和专桥(91)1024的6m、10m、12m梁等标准梁。结果表明：体外预应力碳纤维板加固技术可以显著减小上述梁型的受拉主筋拉应力、主筋应力幅、挠度,提高抗弯承载力和刚度,抑制裂缝开展,能满足30t轴重重载列车的运营要求,建议在重载铁路钢筋混凝土梁桥强化改造中推广应用。
【关键词】：体外预应力 碳纤维板 重载铁路 钢筋混凝土梁 加固
【学位授予单位】：中国铁道科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445.72
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 1 引言12-29
• 1.1 研究背景12-14
• 1.2 普通钢筋混凝土简支梁加固方法14-17
• 1.3 体外预应力加固桥梁技术的发展及研究现状17-22
• 1.4 预应力碳纤维片材加固技术22-28
• 1.4.1 纤维复合材料22-23
• 1.4.2 非预应力碳纤维片材加固技术23-24
• 1.4.3 预应力碳纤维加固技术的研究现状24-28
• 1.5 本文主要研究内容及意义28-29
• 2 既有钢筋混凝土梁重载适应性29-49
• 2.1 荷载标准29-30
• 2.2 既有桥梁运营现状30
• 2.3 重载对中小跨度桥梁的作用特征30-33
• 2.3.1 重载列车作用下桥涵设计活载储备量分析31
• 2.3.2 钢筋混凝土梁的长期性能、动力性能及横向受力适应性31-33
• 2.4 静力性能试验33-43
• 2.4.1 试验方案33-37
• 2.4.2 静载试验结果37-42
• 2.4.3 静载试验结论42-43
• 2.5 原梁检算43-48
• 2.5.1 钢筋混凝土梁检算理论43-46
• 2.5.2 原梁检算结果46-48
• 2.6 适应性分析结论48-49
• 3 加固方案设计49-67
• 3.1 预应力碳纤维板组装件力学性能49-52
• 3.1.1 静力强度49-50
• 3.1.2 疲劳性能50
• 3.1.3 松弛性能50-51
• 3.1.4 高、低温静力强度51-52
• 3.1.5 小结52
• 3.2 体外预应力碳纤维板加固方案52-56
• 3.2.1 体外预应力碳纤维板配筋设计52-54
• 3.2.2 加固方案54-56
• 3.3 加固检算56-67
• 3.3.1 加固检算理论56-66
• 3.3.2 加固后梁体检算66-67
• 4 加固效果试验验证67-71
• 4.1 试验方案67-68
• 4.2 加固效果68-71
• 5 体外预应力碳纤维板加固设计技术分析71-88
• 5.1 既有标准梁桥检算71-74
• 5.2 小结74-88
• 6 结论和展望88-90
• 6.1 研究结论88
• 6.2 展望88-90
• 参考文献90-95
• 作者简历及科研成果清单95-96
• 学位论文数据集96-97
• 详细摘要97-113

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