油罐车火灾下考虑混凝土高温爆裂影响的PC箱梁力学性能研究
发布时间：2021-05-23 11:00
随着国家“一带一路”发展战略与“十三五规划”的迅猛推进,交通运输系统呈现出东部大繁荣、中西部大发展的局面。汽油等碳氢燃料的使用关系国民经济发展全局,油罐运输车发生交通事故导致的桥梁火灾日益频发,而桥梁火灾因其具有供氧量丰富、升温迅速、消防救援不便等特点,逐渐成为行业重点研究方向之一。火灾将导致混凝土与受力钢筋性能发生退化,一旦混凝土发生高温爆裂,普通钢筋与预应力钢束的保护层厚度减小甚至直接曝火,力学性能将迅速退化甚至直接失效,加速桥梁的垮塌,严重威胁人民的生命安全。因此,我们应该重视混凝土高温爆裂对预应力混凝土箱梁力学性能的影响。本文依托国家自然科学基金-火灾下混凝土桥梁有效预应力衰变机理与承载能力分析方法研究（51308056）,采用ANSYS分析了油罐车火灾下PC箱梁的温度分布特点以及混凝土高温爆裂所导致的温度场突变特点,研究了不同混凝土高温爆裂深度下箱梁有效预应力的衰变规律和正截面抗弯承载能力的变化特点,揭示了不同混凝土高温爆裂深度下PC箱梁挠度发展规律。主要的研究内容如下:（1）调研了国内外学者的研究成果,跟踪了当前桥梁抗火领域的研究热点,明确了本文的研究内容,总结了混凝土高温...
【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】：110 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 目前主要存在的问题
1.4 本文主要研究内容
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 技术路线
第二章 爆裂特征统计分析与爆裂模型的建立
2.1 混凝土爆裂机理研究
2.1.1 混凝土高温爆裂理论
2.1.2 影响因素分析
2.2 PC箱梁爆裂指标的建立
2.2.1 混凝土爆裂的统计分析
2.2.2 火灾下混凝土桥梁的爆裂现象
2.2.3 爆裂三级指标的建立
2.3 混凝土箱梁爆裂工况设计
2.4 混凝土箱梁爆裂模型的建立
2.4.1 研究对象
2.4.2 材料的高温特性
2.4.3 精细化分析模型
2.4.4 温度场分析求解方法
2.4.5 热力耦合分析方法
2.5 小结
第三章 温度场分析
3.1 火灾升温曲线的设定
3.2 温度测点布置
3.3 混凝土温度场分析
3.3.1 混凝土温度分析
3.3.2 温度时程分析
3.3.3 温度突变对比分析
3.4 预应力钢束温度场分析
3.4.1 预应力钢束的温度分布
3.4.2 预应力钢束温度时程分析
3.5 普通钢筋温度场分析
3.5.1 普通钢筋的温度分析
3.5.2 普通钢筋的温度时程分析
3.6 截面温度梯度分析
3.7 小结
第四章 考虑混凝土高温爆裂下PC箱梁的预应力损失分析
4.1 火灾下预应力损失原因分析
4.2 预应力损失计算工况设计
4.3 预应力损失计算原理
4.4 火灾下预应力钢束的蠕变损失
4.5 考虑混凝土高温爆裂下PC箱梁的烧损计算
4.5.1 混凝土的烧损计算
4.5.2 热膨胀系数的变化分析
4.6 预应力损失时程分析
4.7 考虑混凝土高温爆裂的PC箱梁预应力损失计算公式
4.8 小结
第五章 考虑高温爆裂的箱梁抗弯性能衰变分析
5.1 基本假定
5.2 受力钢筋的烧损计算
5.2.1 预应力钢束的烧损计算
5.2.2 钢筋强度的折减
5.3 考虑混凝土高温爆裂下正截面抗弯承载力的计算
5.3.1 正截面抗弯承载力计算公式的建立
5.3.2 正截面抗弯承载力的计算分析
5.3.3 正截面抗弯承载力的衰变规律研究
5.3.4 正截面抗弯承载力衰变公式的提出
5.3.5 安全指数分析
5.4 火灾全过程挠度时程分析
5.4.1 挠度工况的设定
5.4.2 有限元模型的可靠性分析
5.4.3 非爆裂情况下箱梁的挠度分析
5.4.4 不同爆裂深度下箱梁的挠度分析
5.5 小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
一、已发表的学术成果
二、参与的主要科研项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢-混组合简支箱梁耐火性能研究[J]. 张岗,宗如欢,施颖,宣纪明. 桥梁建设. 2017(03)
[2]火灾下预应力混凝土T形截面梁破坏模式研究[J]. 张岗,朱美春,贺拴海,王翠娟. 中国公路学报. 2017(02)
[3]预应力混凝土空心板梁火灾中行为特点的试验研究[J]. 刘其伟,夏凌,王成明. 公路交通科技. 2017(01)
[4]混凝土高温爆裂临界温度和防爆裂纤维掺量研究综述与分析[J]. 陈明阳,侯晓萌,郑文忠,吴波. 建筑结构学报. 2017(01)
[5]混凝土及预应力混凝土结构抗火研究现状与展望[J]. 郑文忠,侯晓萌,王英. 哈尔滨工业大学学报. 2016(12)
[6]火灾全程预应力混凝土T梁桥刚度衰变[J]. 张岗,贺拴海,刘扬,王翠娟. 长安大学学报(自然科学版). 2016(01)
[7]强度减损下混凝土箱梁预应力高温损失分析[J]. 张岗,刘天龙,王翠娟,程海鲲. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2015(04)
[8]刚度高温衰变的混凝土箱梁预应力时程损失研究[J]. 张岗,刘天龙,王翠娟,程海鲲. 武汉理工大学学报. 2015(06)
[9]火灾下预应力混凝土箱梁抗弯承载力衰变研究[J]. 张岗,程海鲲,王翠娟,刘天龙. 武汉理工大学学报. 2015(04)
[10]爆燃火灾全程下多梁式PCT型梁桥剪力滞效应[J]. 张岗,贺拴海,刘扬,赵煜. 长安大学学报(自然科学版). 2014(06)
博士论文
[1]预应力混凝土箱梁结构抗火性能研究[D]. 侯炜.长安大学 2014
[2]火灾模式下多梁式混凝土T型梁桥结构性能研究[D]. 王翠娟.长安大学 2013
[3]预应力混凝土梁板抗火性能与抗火设计方法研究[D]. 侯晓萌.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]预应力混凝土箱梁的抗火性能研究[D]. 谢金成.长安大学 2017
[2]火灾下预应力混凝土箱梁承载能力研究[D]. 程海鲲.长安大学 2016
[3]火灾下PC梁桥预应力损失研究及灾后损伤评价方法[D]. 武余波.长安大学 2013
本文编号：3202402
【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】：110 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 目前主要存在的问题
1.4 本文主要研究内容
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 技术路线
第二章 爆裂特征统计分析与爆裂模型的建立
2.1 混凝土爆裂机理研究
2.1.1 混凝土高温爆裂理论
2.1.2 影响因素分析
2.2 PC箱梁爆裂指标的建立
2.2.1 混凝土爆裂的统计分析
2.2.2 火灾下混凝土桥梁的爆裂现象
2.2.3 爆裂三级指标的建立
2.3 混凝土箱梁爆裂工况设计
2.4 混凝土箱梁爆裂模型的建立
2.4.1 研究对象
2.4.2 材料的高温特性
2.4.3 精细化分析模型
2.4.4 温度场分析求解方法
2.4.5 热力耦合分析方法
2.5 小结
第三章 温度场分析
3.1 火灾升温曲线的设定
3.2 温度测点布置
3.3 混凝土温度场分析
3.3.1 混凝土温度分析
3.3.2 温度时程分析
3.3.3 温度突变对比分析
3.4 预应力钢束温度场分析
3.4.1 预应力钢束的温度分布
3.4.2 预应力钢束温度时程分析
3.5 普通钢筋温度场分析
3.5.1 普通钢筋的温度分析
3.5.2 普通钢筋的温度时程分析
3.6 截面温度梯度分析
3.7 小结
第四章 考虑混凝土高温爆裂下PC箱梁的预应力损失分析
4.1 火灾下预应力损失原因分析
4.2 预应力损失计算工况设计
4.3 预应力损失计算原理
4.4 火灾下预应力钢束的蠕变损失
4.5 考虑混凝土高温爆裂下PC箱梁的烧损计算
4.5.1 混凝土的烧损计算
4.5.2 热膨胀系数的变化分析
4.6 预应力损失时程分析
4.7 考虑混凝土高温爆裂的PC箱梁预应力损失计算公式
4.8 小结
第五章 考虑高温爆裂的箱梁抗弯性能衰变分析
5.1 基本假定
5.2 受力钢筋的烧损计算
5.2.1 预应力钢束的烧损计算
5.2.2 钢筋强度的折减
5.3 考虑混凝土高温爆裂下正截面抗弯承载力的计算
5.3.1 正截面抗弯承载力计算公式的建立
5.3.2 正截面抗弯承载力的计算分析
5.3.3 正截面抗弯承载力的衰变规律研究
5.3.4 正截面抗弯承载力衰变公式的提出
5.3.5 安全指数分析
5.4 火灾全过程挠度时程分析
5.4.1 挠度工况的设定
5.4.2 有限元模型的可靠性分析
5.4.3 非爆裂情况下箱梁的挠度分析
5.4.4 不同爆裂深度下箱梁的挠度分析
5.5 小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
一、已发表的学术成果
二、参与的主要科研项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢-混组合简支箱梁耐火性能研究[J]. 张岗,宗如欢,施颖,宣纪明. 桥梁建设. 2017(03)
[2]火灾下预应力混凝土T形截面梁破坏模式研究[J]. 张岗,朱美春,贺拴海,王翠娟. 中国公路学报. 2017(02)
[3]预应力混凝土空心板梁火灾中行为特点的试验研究[J]. 刘其伟,夏凌,王成明. 公路交通科技. 2017(01)
[4]混凝土高温爆裂临界温度和防爆裂纤维掺量研究综述与分析[J]. 陈明阳,侯晓萌,郑文忠,吴波. 建筑结构学报. 2017(01)
[5]混凝土及预应力混凝土结构抗火研究现状与展望[J]. 郑文忠,侯晓萌,王英. 哈尔滨工业大学学报. 2016(12)
[6]火灾全程预应力混凝土T梁桥刚度衰变[J]. 张岗,贺拴海,刘扬,王翠娟. 长安大学学报(自然科学版). 2016(01)
[7]强度减损下混凝土箱梁预应力高温损失分析[J]. 张岗,刘天龙,王翠娟,程海鲲. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2015(04)
[8]刚度高温衰变的混凝土箱梁预应力时程损失研究[J]. 张岗,刘天龙,王翠娟,程海鲲. 武汉理工大学学报. 2015(06)
[9]火灾下预应力混凝土箱梁抗弯承载力衰变研究[J]. 张岗,程海鲲,王翠娟,刘天龙. 武汉理工大学学报. 2015(04)
[10]爆燃火灾全程下多梁式PCT型梁桥剪力滞效应[J]. 张岗,贺拴海,刘扬,赵煜. 长安大学学报(自然科学版). 2014(06)
博士论文
[1]预应力混凝土箱梁结构抗火性能研究[D]. 侯炜.长安大学 2014
[2]火灾模式下多梁式混凝土T型梁桥结构性能研究[D]. 王翠娟.长安大学 2013
[3]预应力混凝土梁板抗火性能与抗火设计方法研究[D]. 侯晓萌.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]预应力混凝土箱梁的抗火性能研究[D]. 谢金成.长安大学 2017
[2]火灾下预应力混凝土箱梁承载能力研究[D]. 程海鲲.长安大学 2016
[3]火灾下PC梁桥预应力损失研究及灾后损伤评价方法[D]. 武余波.长安大学 2013
本文编号：3202402
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3202402.html
