预应力钢—混组合梁桥的长期行为分析及修复加固研究

发布时间：2017-07-02 08:01

  本文关键词：预应力钢—混组合梁桥的长期行为分析及修复加固研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：钢-混组合梁由于具备良好的结构性能和经济性而越来越多的被应用于桥梁工程建设领域。在钢-混组合梁桥施加预应力能够扩大组合结构弹性工作范围,减小使用荷载作用产生的变形,提高疲劳和断裂性能。本文以体外预应力钢-混组合梁桥为研究对象,从长期性能和修复加固两个角度出发,对体外预应力钢-混组合梁桥的界面滑移、长期变形、体外预应力筋应力增量以及常见病害和加固策略进行了分析研究。主要研究内容及成果如下：1)针对现行规范中钢-混组合梁桥设计时对界面滑移考虑不足的问题,基于线性滑移和混凝土钢梁之间无掀起的假定,采用龄期调整有效弹性模量法考虑混凝土徐变,推导考虑桥面板混凝土长期性能的钢-混组合梁长期滑移计算公式。通过算例分析对比验证,证明所推导公式的正确性,且更具一般性和适用性。2)基于整体和分离体的平衡方程,应变协调关系及钢和混凝土材料的本构关系,采用龄期调整有效弹性模量法考虑混凝土徐变,推导了考虑长期滑移效应的体外预应力组合梁长期挠度计算公式。算例分析表明考虑界面滑移效应会导致的组合梁长期变形计算结果增加,设计规范给出的长期挠度公式计算结果偏小。3)基于力法和能量法,考虑转向块摩擦影响分别推导三种布筋形式的体外预应力组合梁预应力筋应力增量计算公式。选取算例进行分析计算,结果与规范拟合公式结果进行对比,证实了推导公式的正确性和规范试验拟合公式的适用性。4)对现有在役钢-混组合桥梁的常见病害进行详细调查总结,对病害的成因进行了探讨分析,并从设计的角度提出减少组合梁病害发生的关键要点,最后总结了常见病害的加固策略,重点对施加横向预应力加固组合梁桥的剪力键横向抗剪验算方法做了探讨。
【关键词】：钢-混组合梁 长期性能 界面滑移 变形 应力增量 病害
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441;U445.72
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-15
• 公式符号清单15-17
• 1 绪论17-32
• 1.1 研究目的及意义17-18
• 1.2 钢-混组合梁桥的概念和特点18-20
• 1.2.1 钢-混组合梁桥的概念18
• 1.2.2 钢-混组合梁桥的特点18-19
• 1.2.3 钢-混组合梁桥的分类19-20
• 1.3 钢-混组合梁桥研究现状20-26
• 1.3.1 组合梁研究现状20-22
• 1.3.2 预应力组合梁研究现状22-24
• 1.3.3 粘结滑移研究现状24-25
• 1.3.4 组合梁长期性能研究现状25-26
• 1.4 本文的主要研究内容26-28
• 参考文献28-32
• 2 考虑混凝土收缩徐变的体外预应力组合梁滑移效应的理论分析32-49
• 2.1 概述32
• 2.2 钢梁混凝土滑移机理32-33
• 2.2.1 粘结滑移机理32-33
• 2.2.2 影响粘结滑移的主要因素33
• 2.3 混凝土收缩徐变效应分析33-35
• 2.3.1 混凝土收缩徐变机理33
• 2.3.2 徐变计算理论33-35
• 2.4 体外预应力组合梁一般粘结滑移效应的理论推导35-39
• 2.4.1 基本假定35
• 2.4.2 理论推导35-39
• 2.5 考虑混凝土收缩徐变的体外预应力组合梁长期滑移计算39-42
• 2.6 算例分析42-47
• 2.6.1 工程背景及计算参数42-43
• 2.6.2 结果及分析43-44
• 2.6.3 影响因素分析44-47
• 2.7 本章小结47-48
• 参考文献48-49
• 3 基于粘结滑移的体外预应力组合梁长期变形计算49-68
• 3.1 概述49
• 3.2 现有的组合梁变形计算方法49-54
• 3.2.1 短期挠度计算方法50-51
• 3.2.2 长期挠度计算方法51-53
• 3.2.3 长期挠度计算公式对比53-54
• 3.3 基于粘结滑移的体外预应力组合梁短期变形计算54-57
• 3.3.1 基本假定54
• 3.3.2 理论推导54-57
• 3.4 基于粘结滑移的体外预应力组合梁长期变形计算方法57-62
• 3.5 算例分析62-66
• 3.5.1 工程背景及计算参数62
• 3.5.2 结果及分析62-63
• 3.5.3 影响参数分析63-66
• 3.6 本章小结66-67
• 参考文献67-68
• 4 体外预应力组合梁桥预应力筋弹性应力增量计算68-85
• 4.1 概述68
• 4.2 规范试验拟合公式68-69
• 4.3 体外预应力筋应力增量计算推导69-82
• 4.3.1 基于力法的应力增量计算69-75
• 4.3.2 基于能量法的应力增量计算75-82
• 4.4 算例分析82-83
• 4.4.1 算例182
• 4.4.2 算例282-83
• 4.5 本章小结83-84
• 参考文献84-85
• 5 钢-混组合梁桥的常见病害分析及加固对策研究85-107
• 5.1 概述85
• 5.2 常见病害及成因分析85-91
• 5.2.1 钢梁病害85-87
• 5.2.2 桥面板混凝土病害87-89
• 5.2.3 连接件病害89-91
• 5.3 从设计角度减少病害发生91-93
• 5.3.1 钢梁加劲肋91
• 5.3.2 降低桥面板拉应力91-93
• 5.3.3 剪力连接件拉拔作用93
• 5.4 主要加固对策93-98
• 5.4.1 钢梁维修加固94-96
• 5.4.2 剪力连接件的维修加固96-97
• 5.4.3 桥面板混凝土维修加固97-98
• 5.5 横向预应力加固的连接件剪力验算方法98-104
• 5.5.1 温差效应和混凝土收缩引起的横梁横向剪力计算99-102
• 5.5.2 竖向力引起的交接面横向剪力102-104
• 5.5.3 组合梁横梁的横向抗剪计算104
• 5.6 本章小结104-105
• 参考文献105-107
• 6 结论与展望107-109
• 6.1 主要工作及结论107-108
• 6.2 创新点108
• 6.3 有待进一步研究的问题108-109
• 作者简介及在校期间所取得的科研成果109

【参考文献】

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本文编号：509029