PC连续梁桥体外预应力加固分析方法
发布时间：2021-03-28 18:37
体外预应力加固作为一种强有力的主动加固技术而在工程中被广泛采用,但目前国内外学者的研究主要集中在简支梁,对于PC连续梁这种超静定结构研究较少,致使体外预应力加固PC连续梁桥的计算方法不够完善。而且,判断旧桥中有效预应力大小的理论尚不成熟,对需加固桥梁的损伤程度也难以识别,导致体外预应力加固PC连续梁桥的设计依据量化不足。本文在专家学者的研究成果基础之上,拟建立实际病害——损伤模型——加固可行域的关系链,提出一种体外预应力加固PC连续梁桥设计的分析方法。首先根据加固体系的受力特点,将其分为张拉体外预应力和外荷载作用两个阶段,利用力法对各阶段受力分析,建立加固超静定体系的理论解析计算方法,并用有限元分析加以验证。然后通过一个三跨PC连续箱梁桥的算例,基于箱梁中有效预应力的沿程分布,计算主梁各截面的有效刚度,代入结构损伤参数建立真实的结构有限元损伤模型,运用预应力度法进行体外预应力加固设计,得出体外预应力加固的可行域。最后通过一个七跨PC连续箱梁桥的工程实例,采用本文提出的加固设计分析方法,在荷载试验、外观检测的基础上,识别结构损伤参数,进行体外预应力加固设计的计算。通过对工程实例的加固验算...
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全桥有限元单梁模型
进行原设计复算、加固前、后的验算结果对比，虽然能够体现加固前、后各项受力指标的变化情况，但不能准确反映病害桥梁加固前和加固后的实际受力状态，设计计算中也不能相应反映桥梁实际病害，显得设计依据量化不足。胡文亮[26]通过反演理论法，基于裂缝特征统计参数的建立，推导受压区高度的计算公式并提出有效预应力识别的计算方法。黄侨[27]提出体外预应力加固 RC 简支梁的理论计算方法。本文在二位学者的研究成果基础之上，参考《公路桥梁加固设计规范》（JTG/TJ22-2008）[3]，拟建立实际病害损伤模型 加固可行域的关系链，提出一种体外预应力加固 PC 连续梁桥设计的分析计算方法。4.2 结构有限元模型4.2.1 结构分析模型与参数本实例为某立交桥主线桥的一联，计算跨径 29.4m+45m+29.4m，采用有限元软件Midas Civil 建立全桥的有限元模型。全桥有限元模型共有节点 79 个，单元 74 个。全桥有限元单梁模型如图 4.1 所示。
5.2.1 病害描述根据2013年 9月对该桥进行的外观检测、荷载试验和承载能力评价检测评价报告，以及 2016 年 3 月、5 月的现场勘查调研，该桥主要病害情况如下：1) 主桥桥面线形从现场桥面情况观测，主桥线形呈明显 波浪形 ，在跨中位置下凹。本次对大桥进行观测，得到大桥上下游各个测点相对高程，并将本次测量所得桥面线形与2013年对该桥外观检测所测的桥面线形进行比较，来描述近三年来主桥桥面线形的变化趋势。大桥线形观测断面取每跨桥梁的1/4L截面，从35号墩至42号墩依次测量。以主桥35号墩墩顶截面作为参考坐标原点，桥面线形较2013年观测结果呈总体下挠趋势，平均下挠量约为0~6cm。每跨中跨跨中截面下挠值最大，最大值约为6cm。但由于两次线形观测采用的测设位置（本次观测未封闭交通，观测点为桥面两侧，2013年观测位置为桥面中线）、测量精度、桥面铺装磨损、温度等因素的影响，两次观测结果计算得到的相对高差在部分位置存在变异，但不影响线形整体变化趋势。
【参考文献】：
期刊论文
[1]体外预应力混凝土连续梁的弯矩重分布试验研究[J]. 杜进生,赵益鹏. 工程力学. 2013(03)
[2]基于裂缝特征的PC简支梁损伤刚度评估方法[J]. 赵煜,周博,贺拴海,葛耀君. 长安大学学报(自然科学版). 2011(04)
[3]桥梁体外预应力筋极限应力计算方法[J]. 黄侨,荣学亮,杨明. 中国公路学报. 2010(06)
[4]预应力混凝土简支箱梁裂缝损伤参数影响分析[J]. 赵煜,任伟,李春风,贺拴海. 长安大学学报(自然科学版). 2010(02)
[5]体外预应力加固钢筋混凝土连续梁的试验研究[J]. 王云飞,孟少平,刘晓艳. 工业建筑. 2009(12)
[6]梁体变形计算体外预应力筋应力增量[J]. 朱正伟,刘东燕,彭文轩,董倩. 重庆大学学报. 2008(11)
[7]预应力混凝土连续箱梁开裂后的刚度退化模型[J]. 叶见曙,张峰. 中国公路学报. 2007(06)
[8]体外预应力筋极限应力和有效高度计算方法[J]. 李国平,沈殷. 土木工程学报. 2007(02)
[9]体外预应力混凝土简支梁抗剪承载力计算方法[J]. 李国平,沈殷. 土木工程学报. 2007(02)
[10]大跨径预应力混凝土箱梁桥长期下挠问题的研究现状[J]. 谢峻,王国亮,郑晓华. 公路交通科技. 2007(01)
博士论文
[1]基于反演理论的预应力混凝土桥梁损伤分析研究[D]. 张兆宁.长安大学 2015
[2]竖向预应力作用下箱梁腹板的受力机理研究[D]. 赵宝俊.长安大学 2012
[3]体外预应力混凝土连续梁受力行为研究[D]. 杨莉.西南交通大学 2005
硕士论文
[1]预应力混凝土连续箱梁桥加固及施工监控方法研究[D]. 沈跃.青岛理工大学 2016
[2]体外预应力加固混凝土T梁及箱梁的试验研究[D]. 刘玲.北京交通大学 2016
[3]体外预应力加固连续梁桥极限强度研究[D]. 苗成铭.哈尔滨工业大学 2016
[4]混凝土薄壁箱梁体外预应力加固关键技术研究[D]. 梁曾奇.重庆交通大学 2015
[5]体外预应力混凝土结构预应力增量及加固设计研究[D]. 仝家欢.长安大学 2015
[6]基于裂缝特征参数的混凝土梁预应力评价[D]. 胡文亮.长安大学 2014
[7]基于开裂损伤的大跨径预应力连续梁桥力学性能分析[D]. 王金祥.长安大学 2012
[8]中小跨径预应力混凝土整体箱梁桥主动加固方法分析[D]. 贾历波.长安大学 2012
[9]预应力混凝土梁下挠机理及开裂后的计算方法研究[D]. 李旭.长安大学 2011
[10]预应力混凝土连续刚构桥体外预应力加固仿真分析与施工监控[D]. 刘思丽.长安大学 2010
本文编号：3106047
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全桥有限元单梁模型
进行原设计复算、加固前、后的验算结果对比，虽然能够体现加固前、后各项受力指标的变化情况，但不能准确反映病害桥梁加固前和加固后的实际受力状态，设计计算中也不能相应反映桥梁实际病害，显得设计依据量化不足。胡文亮[26]通过反演理论法，基于裂缝特征统计参数的建立，推导受压区高度的计算公式并提出有效预应力识别的计算方法。黄侨[27]提出体外预应力加固 RC 简支梁的理论计算方法。本文在二位学者的研究成果基础之上，参考《公路桥梁加固设计规范》（JTG/TJ22-2008）[3]，拟建立实际病害损伤模型 加固可行域的关系链，提出一种体外预应力加固 PC 连续梁桥设计的分析计算方法。4.2 结构有限元模型4.2.1 结构分析模型与参数本实例为某立交桥主线桥的一联，计算跨径 29.4m+45m+29.4m，采用有限元软件Midas Civil 建立全桥的有限元模型。全桥有限元模型共有节点 79 个，单元 74 个。全桥有限元单梁模型如图 4.1 所示。
5.2.1 病害描述根据2013年 9月对该桥进行的外观检测、荷载试验和承载能力评价检测评价报告，以及 2016 年 3 月、5 月的现场勘查调研，该桥主要病害情况如下：1) 主桥桥面线形从现场桥面情况观测，主桥线形呈明显 波浪形 ，在跨中位置下凹。本次对大桥进行观测，得到大桥上下游各个测点相对高程，并将本次测量所得桥面线形与2013年对该桥外观检测所测的桥面线形进行比较，来描述近三年来主桥桥面线形的变化趋势。大桥线形观测断面取每跨桥梁的1/4L截面，从35号墩至42号墩依次测量。以主桥35号墩墩顶截面作为参考坐标原点，桥面线形较2013年观测结果呈总体下挠趋势，平均下挠量约为0~6cm。每跨中跨跨中截面下挠值最大，最大值约为6cm。但由于两次线形观测采用的测设位置（本次观测未封闭交通，观测点为桥面两侧，2013年观测位置为桥面中线）、测量精度、桥面铺装磨损、温度等因素的影响，两次观测结果计算得到的相对高差在部分位置存在变异，但不影响线形整体变化趋势。
【参考文献】：
期刊论文
[1]体外预应力混凝土连续梁的弯矩重分布试验研究[J]. 杜进生,赵益鹏. 工程力学. 2013(03)
[2]基于裂缝特征的PC简支梁损伤刚度评估方法[J]. 赵煜,周博,贺拴海,葛耀君. 长安大学学报(自然科学版). 2011(04)
[3]桥梁体外预应力筋极限应力计算方法[J]. 黄侨,荣学亮,杨明. 中国公路学报. 2010(06)
[4]预应力混凝土简支箱梁裂缝损伤参数影响分析[J]. 赵煜,任伟,李春风,贺拴海. 长安大学学报(自然科学版). 2010(02)
[5]体外预应力加固钢筋混凝土连续梁的试验研究[J]. 王云飞,孟少平,刘晓艳. 工业建筑. 2009(12)
[6]梁体变形计算体外预应力筋应力增量[J]. 朱正伟,刘东燕,彭文轩,董倩. 重庆大学学报. 2008(11)
[7]预应力混凝土连续箱梁开裂后的刚度退化模型[J]. 叶见曙,张峰. 中国公路学报. 2007(06)
[8]体外预应力筋极限应力和有效高度计算方法[J]. 李国平,沈殷. 土木工程学报. 2007(02)
[9]体外预应力混凝土简支梁抗剪承载力计算方法[J]. 李国平,沈殷. 土木工程学报. 2007(02)
[10]大跨径预应力混凝土箱梁桥长期下挠问题的研究现状[J]. 谢峻,王国亮,郑晓华. 公路交通科技. 2007(01)
博士论文
[1]基于反演理论的预应力混凝土桥梁损伤分析研究[D]. 张兆宁.长安大学 2015
[2]竖向预应力作用下箱梁腹板的受力机理研究[D]. 赵宝俊.长安大学 2012
[3]体外预应力混凝土连续梁受力行为研究[D]. 杨莉.西南交通大学 2005
硕士论文
[1]预应力混凝土连续箱梁桥加固及施工监控方法研究[D]. 沈跃.青岛理工大学 2016
[2]体外预应力加固混凝土T梁及箱梁的试验研究[D]. 刘玲.北京交通大学 2016
[3]体外预应力加固连续梁桥极限强度研究[D]. 苗成铭.哈尔滨工业大学 2016
[4]混凝土薄壁箱梁体外预应力加固关键技术研究[D]. 梁曾奇.重庆交通大学 2015
[5]体外预应力混凝土结构预应力增量及加固设计研究[D]. 仝家欢.长安大学 2015
[6]基于裂缝特征参数的混凝土梁预应力评价[D]. 胡文亮.长安大学 2014
[7]基于开裂损伤的大跨径预应力连续梁桥力学性能分析[D]. 王金祥.长安大学 2012
[8]中小跨径预应力混凝土整体箱梁桥主动加固方法分析[D]. 贾历波.长安大学 2012
[9]预应力混凝土梁下挠机理及开裂后的计算方法研究[D]. 李旭.长安大学 2011
[10]预应力混凝土连续刚构桥体外预应力加固仿真分析与施工监控[D]. 刘思丽.长安大学 2010
本文编号：3106047
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