学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

钢板—混凝土组合加固试验与实桥应用研究

作　者: 冯林军
导　师: 王春生
学　校: 长安大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 钢板-混凝土组合加固混凝土梁桥荷载试验动应变监测极限承载力刚度安全储备抗弯加固抗剪加固
分类号: U445.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 38次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

钢板—混凝土组合加固是在钢—混组合梁原理的基础上发展起来的新型加固技术,通过合理的界面处理和连接构造,该加固技术使得加固混凝土和加固钢板两者的作用相得益彰,因此是粘贴钢板加固法和增大截面加固法的有效组合。目前国内外关于钢板—混凝土组合加固技术的研究工作开展的较少,为了进一步研究这种新型加固方法的工程适应性,在已有的研究工作基础之上,本文开启了组合加固试验研究并结合依托工程,将钢板-混凝土组合加固技术运用于耀州高价桥火灾后的加固维修工程,并对加固效果进行评价,为这种新型加固技术在桥梁工程中的推广应用奠定基础。设计了四片钢板-混凝土抗弯组合加固矩形混凝土试验梁,分别研究了原梁损伤情况、不同的抗剪连接件以及剪跨比对钢板-混凝土组合加固效果及破坏形式的影响。试验梁的测试内容包括荷载值、挠度、应变与裂纹分布特征。对其中两片试验梁进行破坏性试验,试验结果表明钢板-混凝土组合加固可以大幅提高原梁的抗弯承载力。建立组合加固两抗弯承载力简化计算公式以及有限元模型,理论计算值与数值方法计算值和试验值吻合良好；设计了四片钢板-混凝土抗剪组合加固矩形混凝土试验梁,分析了加固高度和损伤程度对抗剪组合加固效果的影响。分别在加固竣工后以及正常运营一年半后对耀州高架桥组织了两次实桥荷载试验研究,并进行了为期6天的交通状况观测和动应变监测。荷载试验以及动应变的监测结果均表明耀州高架桥经加固后运营状态良好,达到了加固目标。为了研究钢板—混凝土组合加固对耀州高架桥火烧桥联在不同状态下受力行为的影响,分别在承载能力极限状态和正常使用极限状态下对加固后结构的受力性能进行评定。评定的主要内容有关键截面的挠度,应力和极限抗弯承载力。采用有限元软件Ansys和Midas对该桥加固前后在正常使用极限状态的受力性能进行分析；采用有限元软件Ansys和简化计算公式对该桥加固前后关键截面的极限抗力进行分析。实桥组合加固后评价结果表明：①对耀州高架桥上、下行线火烧桥联采用钢板—混凝土组合加固和粘贴钢板加固均能较好地改善该桥在正常使用阶段的受力状况,并能有效地提高该桥的整体刚度,经加固之后的火烧桥联的整体刚度要大于原桥的整体刚度；②组合加固可使上、下行线关键截面的极限抗力分别提高75%和129%,加固后上、下行线关键截面的抗力为该截面在承载能力极限状态下的最不利荷载效应值2倍,截面抗力的安全储备显著提高。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-12
第一章绪论  12-16
  1.1 钢板—混凝土组合加固技术的基本原理及特点  12-14
    1.1.1 钢板-混凝土组合加固技术的基本原理  12-13
    1.1.2 钢板-混凝土组合加固技术的特点  13-14
  1.2 国内外文献综述  14-15
  1.3 本文的研究内容  15-16
第二章矩形混凝土梁组合加固抗弯试验研究  16-32
  2.1 试验模型和材料  16-18
    2.1.1 模型的设计  16-17
    2.1.2 试验梁的组成材料  17-18
  2.2 组合加固试验梁制作工序  18-19
  2.3 测点布置  19-20
  2.4 试验过程及破坏特征  20-23
  2.5 试验结果与分析  23-28
    2.5.1 试验梁变形  23-25
    2.5.2 试验梁应变  25-27
    2.5.3 试验结果分析  27-28
  2.6 有限元分析  28-30
    2.6.1 极限承载力有限元分析  28-29
    2.6.2 刚度有限元分析  29-30
  2.7 简化公式计算  30-31
  2.8 小结  31-32
第三章矩形混凝土梁组合加固抗剪试验模型设计  32-37
  3.1 抗剪组合加固试验方案  32-34
    3.1.1 试验梁的构造设计  32-33
    3.1.2 试验梁的加载装置设计  33-34
  3.2 试验梁的极限承载力计算  34-35
    3.2.1 抗弯承载力数值计算  34-35
    3.2.2 抗剪承载力理论公式计算  35
  3.3 小结  35-37
第四章耀州高架桥上行线钢板-混凝土组合加固后评定  37-69
  4.1 加固实桥概况  37-39
    4.1.1 桥梁概况  37
    4.1.2 火灾状况评估  37-39
  4.2 主梁的加固方案  39-41
  4.3 实桥荷载试验研究  41-49
    4.3.1 荷载试验概况  41-42
    4.3.2 有限元模型建立以及优化  42-45
    4.3.3 试验结果分析  45-49
  4.4 耀州高架桥上行线动态监测  49-54
    4.4.1 耀州高架桥上行线整体交通情况简介  50-52
    4.4.2 耀州高架桥上行线动应变监测  52-54
  4.5 加固后性能评定  54-67
    4.5.1 正常使用极限状态下桥梁性能评定  55-63
    4.5.2 承载能力极限状态下桥梁性能评定  63-67
  4.6 小结  67-69
第五章耀州高架桥下行线钢板-混凝土组合加固后评定  69-92
  5.1 加固实桥概况  69-70
    5.1.1 桥梁概况  69
    5.1.2 火灾状况评估  69-70
  5.2 主梁的加固方案  70-72
  5.3 实桥荷载试验研究  72-77
    5.3.1 荷载试验概况  72
    5.3.2 有限元模型建立以及优化  72-74
    5.3.3 试验结果分析  74-77
  5.4 耀州高架桥下行线动态监测  77-81
    5.4.1 耀州高架桥下行线整体交通情况简介  77-78
    5.4.2 耀州高架桥下行线动应变监测  78-81
  5.5 加固后性能评定  81-90
    5.5.1 正常使用极限状态下桥梁性能评定  81-88
    5.5.2 承载能力极限状态下桥梁性能评定  88-90
  5.6 小结  90-92
结论与展望  92-93
参考文献  93-97
攻读学位期间发表的论文  97-98
致谢  98

钢板—混凝土组合加固试验与实桥应用研究

内容摘要

全文目录

相似论文