一、体外预应力混凝土桥梁弯曲性能非线性分析(论文文献综述)
Editorial Department of China Journal of Highway and Transport;[1](2021)在《中国桥梁工程学术研究综述·2021》文中指出为了促进中国桥梁工程学科的发展,系统梳理了近年来国内外桥梁工程领域(包括结构设计、建造技术、运维保障、防灾减灾等)的学术研究现状、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。首先总结了桥梁工程学科在新材料与结构体系、工业化与智能建造、抗灾变能力、智能化与信息化等方面取得的最新进展;然后分别对上述桥梁工程领域各方面的内容进行了系统梳理:桥梁结构设计方面重点探讨了钢桥及组合结构桥梁、高性能材料与结构、深水桥梁基础的研究现状;桥梁建造新技术方面综述了钢结构桥梁施工新技术、预制装配技术以及桥梁快速建造技术;桥梁运维方面总结了桥梁检测、监测与评估加固的最新研究;桥梁防灾减灾方面突出了抗震减震、抗风、抗火、抗撞和抗水的研究新进展;同时对桥梁工程领域各方向面临的关键问题、主要挑战及未来发展趋势进行了展望,以期对桥梁工程学科的学术研究和工程实践提供新的视角和基础资料。(北京工业大学韩强老师提供初稿)
阎武通[2](2021)在《体外预应力混凝土节段梁弯剪性能研究》文中研究指明体外预应力混凝土节段拼装桥梁是桥梁工业化建设中一种代表性的桥梁结构形式。节段间接缝的不连续性和体外预应力束的滑移及二阶效应导致节段预制拼装桥梁的力学性能相较整体现浇桥梁变得更为复杂,二者之间受力行为表现出显着差异。论文针对体外预应力混凝土节段梁在弯、剪受力状态下的承载机理、数值模型和设计计算方法进行了系列研究,取得如下主要研究成果:(1)针对体外预应力混凝土节段梁的抗弯性能分析问题,构建了考虑箱梁剪力滞效应、体外束滑移和二阶效应以及接缝不连续行为三个力学特性的纤维梁-滑移索单元体系分析模型。在传统纤维梁单元的基础上,通过引入箱梁上下翼缘板翘曲变形自由度,推导建立了考虑剪力滞效应的箱梁结构纤维梁单元模型;根据体外预应力束的整体协调变形机制,推导建立了适用于任意布束形式的体外预应力束滑移索单元模型;针对接缝的不连续力学行为,提出了基于修正混凝土本构模型的接缝单元模拟方法。基于所建立的单元理论模型在Open Sees平台进行了集成开发,形成了用于体外预应力混凝土节段梁抗弯性能分析的体系模型。通过与缩尺试验梁及实桥试验结果的对比分析,验证了分析模型的有效性。(2)利用所建立的分析模型对节段梁结构抗弯性能的主要影响因素进行了参数分析,总结了接缝、体内外配束比例及体外束布束形式等关键因素对抗弯承载力、体外束应力增量和结构变形模式的影响规律。根据极限状态下节段梁结构的变形模式,推导了体外束应力增量与结构变形之间的关系方程,结合失效截面的平衡方程,建立了体外束极限应力增量和有效高度变化的计算方法,进而提出了体预应力混凝土节段梁抗弯承载力的简化计算方法。(3)在体外预应力混凝土节段梁的抗剪承载机理研究方面,开展了6片试验梁的弯剪加载试验,得到了体外预应力混凝土节段梁在弯剪复合作用下的典型失效模式、变形曲线、承载能力和不同加载阶段下各抗剪分量的变化规律。通过试验结果的对比分析,总结了剪跨比、接缝和体内外配束比对结构抗剪承载力的影响规律,初步分析了体预应力混凝土节段梁在弯剪作用下的承载机理。(4)建立了基于软化膜-体外滑移索单元的精细有限元分析模型对体外预应力混凝土节段梁的抗剪承载机理进行了深入分析。依托ABAQUS软件开发了适用于体外预应力混凝土节段梁弯剪性能分析的精细模型:考虑轴-剪复合作用的钢筋混凝土软化膜单元本构—转角软化桁架模型(RASTM-UMAT);考虑体外预应力束滑移和几何非线性效应的多节点滑移索单元模型(UEL);以及基于“粘结-库伦摩擦本构”的节段间接缝“等效平缝”模拟方法。利用建立的精细模型对试验梁的力学行为进行了预测对比,分析了各试验梁的失效模式及主应力分布规律。基于“桁架-拱”理论进一步揭示了节段梁结构的弯剪承载机理,进而提出了体外预应力混凝土节段梁抗剪承载力的简化计算方法。(5)在弯剪承载机理研究的基础上,基于铁木辛克梁理论在已建立的抗弯性能分析模型中引入剪切变形,推导了考虑弯剪复合作用的混凝土节段梁柔度法纤维梁单元列式,并提出了基于改进积分点截面的柔度法单元接缝模拟方法。基于推导的单元列式进行了单元开发,与已建立的体外束滑移索单元构成分析体系模型,用于体外预应力混凝土节段梁的弯剪性能分析。利用试验梁对分析模型的有效性进行了验证,结果表明:考虑弯剪复合作用的分析模型拓展了抗弯性能分析模型的适用范围,对于体外预应力混凝土节段梁的抗弯及抗剪性能均能较好地预测分析。
梁雪娇[3](2020)在《超高性能混凝土节段预制拼接梁抗弯性能研究》文中研究说明超高性能混凝土(Ultra-high-performance concrete,UHPC)因其优异的材料性能有望为节段预制桥梁向轻质、高强、快速化施工方向发展提供为解决方法,但针对于节段预制拼接梁拼接缝由于非预应力钢筋的不连续,使其成为薄弱点。接缝处键齿的类型以及构件预压应力将影响阶段预制拼装梁的受弯性能。本文通过5片试验梁对UHPC节段预制梁进行受弯性能展开研究,主要内容以及结论如下:(1)完成整浇梁与拼接梁的试验对比分析,结果表明:拼接梁比同条件下整浇梁的抗弯承载能力低9%~15%,接缝构造对抗弯承载能力有一定的影响;试验梁在达到极限破坏时,受压边缘的最大压应变可达7200??以上;拼接缝构造对荷载-挠度曲线影响较小但会影响构件的延性,虽然UHPC试验梁均具有较好的延性,试验结果表明UHPC拼接梁的延性优于UHPC整浇梁;无论是否设置拼接缝应变沿截面高度的分布规律基本满足平截面假定,且整浇梁与拼接梁的破坏形态均为受压区混凝土被压碎,但其裂缝分布存在差异,整浇梁裂缝呈现“细而密”的特征,而拼接梁的弯曲裂缝主要集中拼接缝位置。(2)分析了接缝处键齿类型以及预压应力两个参数对试验梁的抗弯性能的影响,分析结果表明:预压应力主要影响试验梁的延性,对其抗弯承载能力影响程度较小;键齿数量不同拼接梁的破坏形态以及裂缝分布相似,但对节段拼接梁的抗弯承载力具有一定影响,多齿构件比同条件下单齿构件承载力低4.5%,平齿构件比多齿构件承载力又低5.7%。(3)运用有限元软件ABAQUS对UHPC节段预制拼接梁受弯性能进行数值模拟分析,并将现场模型试验结果进行验证所选取的单元类型、接触关系和边界条件等选取合适后,对试验梁进行混凝土强度、预压应力、键齿深度以及键齿数量参数分析,结果表明:混凝土强度、键齿数量以及键齿深度三个参数均对试验梁的抗弯承载能力有影响。随着混凝土强度的提高,试验梁的抗弯承载力也随之增加;键齿数量对抗弯承载能力的影响较小,其中单齿试验梁的抗弯承载能力最大,延性较好;由于键齿之间的锥契作用,键齿深度越大,试验梁的抗弯承载能力也随之提高。(4)基于现场模型试验数据和有限元模拟数据,表明:美国AASHTO-PCI-ASBI S B G节段梁设计规范提出的接缝折减系数基本适合UHPC节段拼接梁总抗力的折减,但折减系数还应与键齿类型有关。通过本文试验数据和其他文献数据的验证,考虑环氧树脂胶对混凝土的粘结强度,对UHPC节段预制梁抗弯承载力计算具有很好的适用性,且该建议公式的形式对UHPC梁抗弯承载力计算也具有很好的适用性
孙晓红[4](2020)在《波形钢腹板箱梁连续刚构桥稳定性分析》文中进行了进一步梳理随着我国交通事业向西部山区的深入进行以及建设技术的发展,桥梁设计倾向于跨度大、高强材料与薄壁结构,波形钢腹板组合箱梁桥的应用也越来越广,因此对此类桥梁在施工过程及成桥阶段进行稳定性分析十分必要。而因为波形钢腹板的剪切屈曲影响着全桥的稳定,波形钢腹板的局部稳定性分析也具有重要的作用。本文总结了波形钢腹板组合箱梁桥的发展过程以及应用,介绍了国内外学者们在波形钢腹板组合箱梁桥方面的研究现状。介绍了桥梁结构的稳定理论和波形钢腹板弹性屈曲理论,详细阐述了几何、材料非线性理论,比较了非线性有限元问题的不同求解方法。本文依托波形钢腹板箱梁连续刚构桥实例桥,对连续刚构桥最大悬臂阶段及成桥阶段的整体稳定性与波形钢腹板的局部稳定性进行分析。建立波形钢腹板箱梁连续刚构桥的全桥有限元模型,绘制主梁在不同施工阶段的弯矩、剪力和上下缘应力图。对不同荷载组合工况下的桥梁进行线弹性稳定性分析,得到最大悬臂阶段和成桥阶段桥梁的稳定安全系数,分析不同荷载对桥梁失稳的影响。选择位移控制法作为收敛条件对桥梁进行考虑几何非线性的稳定性分析,得到处于最大悬臂阶段和成桥阶段桥梁的荷载-位移曲线和稳定安全系数。对比第一类特征值稳定安全系数与非线性稳定安全系数,分析桥梁全桥的稳定性时几何非线性的影响不可忽略。对比桥梁处于最大悬臂阶段和成桥阶段的稳定安全系数,最大悬臂阶段为整个施工过程中的关键环节,更加容易失稳破坏。建立波形钢腹板局部稳定分析有限元模型,对不同板厚、波高、直板段宽度、斜波倾角及高度的腹板进行屈曲分析,得到一阶模态图与屈曲强度值,判断波形钢腹板的失稳模态,研究参数变化对波形钢腹板屈曲失稳的影响,对比有限元模型计算值与公式计算值,得到模型基本可靠的结论。
万世成[5](2019)在《预应力CFRP板加固钢-混凝土组合梁桥试验与计算方法研究》文中研究说明目前,中等跨径公路桥梁和城市桥梁的上部结构采用钢-混凝土组合梁已越来越多。随着桥梁使用年限增长、交通量增大和车辆设计荷载提高,组合结构的加固补强问题势必愈发突出。CFRP(Carbon Fiber-Reinforced Polymer)板作为一种综合性能优异的结构加固材料,为钢-混凝土组合梁的加固提供了一种新的思路。本文结合交通运输部《公路桥梁加固设计规范》(JTG/T J22)修订编制项目和江苏省普通高校学术学位研究生科研创新计划项目(KYLX160261),针对钢-混凝土组合梁桥承载能力不足和负弯矩区混凝土桥面板抗裂性不足的问题,进行了预应力CFRP板加固的试验与计算方法研究,所做的主要工作和结论如下:1.设计了具有工程应用价值的新型装配式预应力CFRP板锚固系统,对锚固系统各个部件的关键受力问题进行了分析,包括锚具和夹具在张拉阶段的受力、摩擦型高强螺栓的受剪承载力、限位压块螺杆的抗拉强度和抗掀拔力计算。基于ABAQUS对预应力CFRP板锚固系统进行了有限元建模与非线性分析,结合数值分析结果对张拉锚固装置进行选材和试制,并提出了装配式预应力CFRP板锚固系统的配套施工工艺。2.针对工字形简支组合梁,完成了4根加固梁和1根对比梁的静载破坏试验,张拉、锚固位置在组合梁正弯矩区即钢梁下翼缘板。试验结果表明:提高CFRP板的预应力水平,其应变损失率有降低的趋势;预应力CFRP板加固能有效提高钢-混凝土组合梁的抗弯承载力;极限状态下预应力CFRP板具有横向断裂、散丝断裂、跨中剥离等三种破坏形态;加固后的跨中截面应变符合平截面假定;预应力CFRP板不宜用于以控制结构变形为主的使用功能加固;不宜对后张纤维复合板材施加过高的预应力,以保证加固结构的延性。3.针对箱形连续组合梁,完成了2根加固梁和1根对比梁的静载破坏试验,张拉、锚固位置在组合梁负弯矩区即中支点混凝土板上缘。试验结果表明:预应力CFRP板加固能有效提高连续组合梁中支点截面和跨中截面的抗弯承载力;预应力CFRP板加固能大幅提高负弯矩区混凝土板的抗裂性;经加固的连续组合梁,弯矩调幅系数有所减小;试件破坏形式为典型的受弯破坏,极限状态下的负弯矩区预应力CFRP板未拉断;经预应力CFRP板加固的连续组合梁,抗弯刚度得到提高且梁的极限变形增大。4.对ABAQUS中金属弹塑性本构模型和混凝土损伤塑性本构模型进行了研究,建立了预应力CFRP板加固简支组合梁正弯矩区、预应力CFRP板加固连续组合梁负弯矩区的有限元模型。通过对比分析试验数据与数值模拟结果,检验了仿真模型的可靠性,进一步验证了预应力CFRP板对组合结构桥梁的加固效果。对连续组合梁抗弯承载力、挠度发展和极限变形进行了参数分析,提出了CFRP板最佳预应力水平的建议值。5.基于塑性理论、弹塑性理论和弹性理论提出了预应力CFRP板加固钢-混凝土组合梁正弯矩区的抗弯承载力计算方法;基于塑性理论提出了预应力CFRP板加固钢-混凝土组合梁负弯矩区的抗弯承载力计算方法。推导了简支组合梁的弹性挠度、极限挠度解析公式,研究了考虑结合面滑移效应的组合梁挠度的折减刚度法,推导了连续组合梁弹性挠度计算公式和考虑截面刚度变化的挠度计算公式。推导了加固后的中支点截面抗裂性验算公式,并结合钢-混凝土组合连续梁的受力特点,提出了负弯矩区混凝土板的裂缝宽度计算公式。6.提出了预应力CFRP板加固钢-混凝土组合梁各项预应力损失的计算方法,包括锚具变形损失、季节温差损失、分批张拉损失和长期松弛损失。推导了组合梁正常使用阶段CFRP板中拉应力的计算公式。提出了预应力CFRP板强度设计值、重心调整系数与面积折减系数、张拉控制应力的取值方法。通过某RC简支T形梁桥和某三跨钢-混凝土组合连续梁桥的预应力CFRP板加固工程实例,检验了上述计算方法的可靠性。
周飞[6](2019)在《火场温度作用下CFRP筋混凝土受弯构件的结构性能研究》文中认为纤维增强复合材料(FRP)与传统钢筋相比具有高强度、耐腐蚀、重量轻等优势,受到工程界越来越多的青睐,广泛应用在建筑、桥梁、码头等建设工程中,尤其在预应力加固和修复领域表现尤为突出。然而,高温下和高温后预应力FRP材料混凝土构件的衰减规律并不明确,相关研究文献较少,因此亟需对其耐火特性进行系统研究。本文在分析了国内外FRP材料和预应力混凝土构件高温力学性能基础上,展开了高温下和高温后CFRP筋材料与预应力CFRP筋混凝土受弯构件的抗火试验和理论研究。具体研究内容及成果如下:(1)CFRP筋高温力学性能试验研究本文对CFRP筋高温力学性能进行了全面的试验研究,包括膨胀系数试验、高温下(恒温加载和恒载升温)试验和高温后试验,获得了CFRP筋高温力学特性随温度的变化规律。试验结果表明:a)CFRP筋热膨胀纵向变形与普通钢筋不同,随着温度的升高不断减小,属于收缩变形;b)高温下CFRP筋的极限抗拉强度和弹性模量随着温度的升高不断降低,同时在恒温加载和恒载升温的对比研究中,恒载升温获得的力学特性比恒温加载获得力学特性偏高,但差异并不显着,主要原因是:由于恒温加载额外30min的温度稳定和恒载升温CFRP筋表面瞬间温度高于内部温度两方面原因造成;c)在高温后CFRP筋的材性试验中,当经历的最高温度不超过200℃时,CFRP筋力学性能有较大恢复;当超过300℃,其力学特性无法恢复并随着曾经经历的最大温度增加而迅速降低;d)根据获得的CFRP筋材料高温试验数据,利用多项式模型、双曲正切函数模型和指数函数模型对CFRP筋高温力学特性拟合,获得的拟合表达式与试验结果吻合较好,可作为CFRP材料高温力学特性的本构方程。(2)预应力CFRP筋混凝土构件耐火性能试验研究首先,对预应力CFRP筋混凝土构件的常温静力特性进行了试验研究,结果表明:a)预应力混凝土构件跨中挠度-荷载变化曲线呈现四阶段发展规律,分别为反拱阶段、弹性阶段、开裂弹性阶段和塑性阶段;b)从开始加载到构件发生破坏,可明显观察到CFRP筋应力增量与跨中挠度基本成线性关系。其次,在获得常温构件极限承载力的基础上,进行了9根火灾下预应力CFRP筋混凝土构件的抗火性能试验,研究参数包括受火时间、张拉控制应力、持荷水平和涂料厚度。试验结果表明:a)当构件截面尺寸、防火涂料保护层厚度和受火时间相同时,各个构件截面温度场变化规律相似,受持荷水平和张拉控制应力大小等因素影响较小;b)在火灾下混凝土构件挠度和CFRP筋应力不断增大,当CFRP筋应力超过材料高温极限抗拉强度时,筋材的断裂导致挠度迅速增大;当持荷水平不断增加时,相同受火时间对应的CFRP筋应力和跨中挠度不断增大,而构件抗火时间减小;张拉控制应力的降低,并不能有效增加构件受火时间,主要是由于CFRP筋受高温时的横向膨胀作用,导致涂抹在筋材表面的防火涂料脱落或产生较大开裂裂缝,当涂抹厚度较薄时,对CFRP筋的保护作用有限,因此对于涂抹在CFRP筋表面的防火涂料应适当增加其防火厚度;c)当受火时间较短时,对CFRR筋并未发生断裂的构件进行火灾后力学性能试验。与常温静载试验构件相比,火灾后预应力混凝土构件荷载-挠度曲线呈二折线,在普通钢筋屈服之前,荷载和挠度呈线性增长,钢筋屈服之后,荷载变化不大而挠度快速增长。同时,火灾后预应力CFRP筋混凝土构件跨中挠度与应力增量变化规律和常温静载试验构件变化规律具有相似性,均成线性增长关系。(3)预应力混凝土构件温度场分析基于混凝土构件内部各点经历的温度变化一般不受荷载和构件变形的影响,利用ABAQUS商用软件建立有限单元温度模型,对于预应力混凝土构件温度场变化规律进行全过程分析,并将计算结果与试验结果进行对比,吻合较好,为后续预应力混凝土受弯构件结构力学特性分析奠定基础。(4)预应力CFRP筋混凝土构件火灾下结构性能分析首先,通过ABAQUS商用软件,利用混凝土构件各组成材料高温力学本构关系,建立有限单元力学模型,为加快计算效率,采用四分之一建模方法对预应力CFRP筋混凝土构件进行热-力耦合分析,得到的CFRP筋应力和跨中挠度计算结果与试验结果吻合较好。基于验证的有限单元模型,对混凝土构件主要影响参数进行分析,获得了防护层厚度和导热系数对CFRP筋温度、应力和构件挠度的影响规律。其次,为了进一步理解火场温度作用下预应力混凝土受弯构件的结构性能,基于分段原理,提出了预应力混凝土构件性能的基于荷载和温度作用耦合曲率,四参数迭代共轭梁综合计算方法。采用Python语言进行编程,同样对CFRP筋应力和跨中挠度随受火时间的变化规律进行了分析计算,与试验结果吻合较好,验证了修正理论方法的有效性。(5)预应力CFRP筋混凝土构件火灾后结构性能分析火灾后预应力混凝土构件结构性能非线性分析与火灾下相似,不同在于温度场的计算。火灾后混凝土构件结构性能分析需要获得截面过火温度场的分布,才能通过给出的高温后混凝土构件各组成材料的本构关系进行计算分析。因此,首先编制ABAQUS子程序USDFLD,得到构件各点曾经经历最大温度值;其次将过火温度场代入有限单元力学模型和修正理论模型中进行分析,最后获得的计算结果和试验结果进行对比分析,吻合较好。同时,为了满足工程设计人员的要求,提出了火灾后预应力CFRP筋混凝土构件简化计算方法,得到的结果同样满足精度要求。
张菁[7](2019)在《变截面波形钢腹板组合箱梁桥极限破坏模式及腹板屈曲行为研究》文中进行了进一步梳理波形钢腹板混凝土组合箱梁桥是一种新型的钢-混组合结构,具有自重轻、跨径大、造价低、工期短等优点,符合现代桥梁的发展趋势,因此越来越多地被应用于实际工程中。波形钢腹板混凝土组合箱梁桥的模型研究以等截面简支梁为主,对变截面连续梁的研究较少。因此,本文依托两个配筋率不同的三跨波形钢腹板混凝土组合箱梁桥模型试验,并与有限元分析相结合,对它们的极限破坏模式及腹板屈曲行为开展研究,主要工作及结论如下:(1)依托两片2.5m+4.1m+2.5m三跨变截面波形钢腹板箱梁模型,梁I顶底板普通钢筋配筋率均为1.2%;梁II中普通钢筋配筋率为2.0%,其它设计参数均相同。在试验梁中跨三分点对称加载至破坏,并测试关键截面顶底板的应变,钢腹板的应变,结构的挠度,剪切滑移以及体外束应力的变化等。(2)根据测试数据分析了试验梁弹性阶段和极限破坏阶段应力-应变关系,预应力增量与挠度曲线以及裂缝开展机制和极限破坏模式,并对不同配筋率的两片试验梁的破坏形态的共同点和不同点进行了比较。得到的结论如下:在弹性阶段组合梁的剪应力沿梁高度范围内分布较为均匀。波形钢腹板连续组合箱梁梁体的破坏顺序为中跨底板首先开裂,其次是中支座截面顶板开裂,然后在中跨钢筋屈服后形成塑性铰,梁体内力由跨中位置向中支座方向发生内力重分布,直至梁体破坏。受顶、底板配筋率不同的影响,在相同荷载和边界条件下,配筋率较小的试验梁I的开裂荷载小于试验梁II的开裂荷载。(3)波形钢腹板预应力组合截面的剪力主要是由腹板承担,而波形腹板的应力几乎是纯剪应力,因此极易发生剪切屈曲。首先,基于波形钢腹板剪切屈曲理论,结合模型梁的破坏形态,计算分析得到试验梁在理想状态下,腹板屈曲这种极限破坏模式一般不会发生;然后基于ABAQUS有限元模型,考虑梁体初始缺陷,分别探讨了混凝土强度、普通钢筋配筋率和波形钢腹板厚度对变截面钢腹板组合箱梁桥腹板屈曲行为的影响。随着混凝土强度、腹板厚度的增加,均会增强组合箱梁的屈曲承载能力,而普通钢筋配筋率对其影响程度和规律并不明显。
季坤[8](2019)在《钢筋混凝土简支T梁桥体外预应力加固技术研究》文中研究表明随着经济飞速发展,我国的高速公路进行改扩建将是今后公路建设的主旋律,对原有桥梁病害进行综合处理、恢复原有桥梁的使用性能是扩建工程的一项重要任务,截止到2018年底中国桥梁总数量超过百万座,具有标志性的跨度上千米级的斜拉桥、悬索桥等在占全世界半壁江山,而存在各种病害、承载能力不适应运营荷载要求的桥梁比例高达15%左右,为了确保桥梁结构的运营安全,对旧桥的加固改造刻不容缓。体外预应力加固技术随着预应力技术的发展得到了大量的工程应用,体外预应力加固是属于主动加固桥梁的一种方法,具有加固周期短,施工简单,加固效果明显,能够很大程度改善桥梁的受力状态等诸多特点被广泛应用于实际加固工程中。本文以伊春北大桥加固项目为工程依托,运用体外预应力技术对伊春北大桥进行加固,为该桥的加固工作提供指导,进而推进体外预应力技术在其他实际加固工作中的应用。主要研究内容有体外预应力的极限应力确定与应用,体外预应力设计验算方法的确定,计算转向块的位置及个数,考虑材料分线性的有限元分析。结合伊春北大桥加固具体包括加固方案的对比和确定,原梁结构承载力校核、张拉极限应力以及合适的张拉控制应力、预应力损失估算、预应力钢筋估算及进行成桥的结构验算。并利用ANSYS有限元软件建模分析预应力筋的布置、转向块的布置对加固效果的影响,分析时考虑材料非线性,寻找较为理想的布束方案。伊春北大桥的体外预应力加固方案实施后表明:加固效果显着,明显提高了桥梁结构的承载力,减低了应力幅。验证了体外预应力技术在桥梁加固中的可行性、可靠性和安全性,可以为同类桥梁的加固维修提供借鉴和参考。
周聪[9](2019)在《波形钢腹板组合箱梁扭转性能研究》文中进行了进一步梳理作为一种受到广泛关注的新型钢-混组合结构,波形钢腹板组合箱梁具有自重轻、完全避免腹板开裂问题、材料利用率高、经济性好以及造型优美等诸多优势,有着广泛的应用前景。迄今为止,关于波形钢腹板组合箱梁弯曲性能、剪切性能、剪力滞效应及剪力连接件的研究已较为系统与完善,但针对其扭转性能的研究不多。事实上,采用波形钢腹板替换常规的混凝土腹板后,波形钢腹板组合箱梁与混凝土箱梁相比更易受到扭转效应的影响。本文采用理论推导、数值模拟及模型试验相结合的方式,对波形钢腹板组合箱梁的扭转性能,包括刚性扭转以及畸变性能开展了系统性的研究,主要取得了以下研究成果:(1)建立了偏载作用下变截面波形钢腹板组合箱梁畸变计算理论。以畸变角为未知量,推导了偏载作用下变截面波形钢腹板组合箱梁的畸变控制微分方程,并结合弹性地基梁比拟法以及纽玛克法对畸变微分方程进行求解。最后,采用数值算例证明了该畸变计算理论的适用性及精度。(2)提出了变截面波形钢腹板组合箱梁横隔板间距建议公式。基于本文提出的畸变计算理论,分析了不同参数对变截面波形钢腹板组合箱梁畸变效应的影响规律。根据参数分析结果,通过回归分析给出了横隔板间距设置的建议公式。(3)建立了波形钢腹板PC组合箱梁纯扭作用下的改进软化薄膜元模型(ISMMT)。基于钢筋混凝土纯扭构件的软化薄膜元理论(SMMT),同时考虑波形钢腹板PC组合箱梁的结构特点,基于平衡、变形协调及材料应力-应变关系建立了方程组。给出了所建立方程组的迭代求解程序框图,同时给出了当波形钢腹板、预应力钢筋及普通钢筋均处于弹性阶段时的简化求解程序框图。通过与国内外8根波形钢腹板PC组合箱梁试件的扭矩-扭率试验结果对比,证明了该理论模型的有效性。(4)完成了波形钢腹板PC组合箱梁纯扭模型试验。根据模型试验得到了试件的扭矩-扭率曲线以及各构件的应变变化历程。与试验结果以及精细化有限元模型给出的数值结果的对比结果表明,本文提出的改进软化薄膜元模型(ISMMT)除了能预测波形钢腹板PC组合箱梁的全过程扭矩-扭率曲线外,还能准确模拟混凝土翼缘板、波形钢腹板、预应力和普通钢筋等构件的整个应变发展历程。(5)研究了钢底板-波形钢腹板PC组合箱梁的纯扭力学性能。将波形钢腹板PC组合箱梁的混凝土底板替换成带纵向加劲肋的钢底板,设计了一根钢底板-波形钢腹板PC组合箱梁。通过建立传统型及改进型梁的精细化有限元模型,对两者的纯扭力学性能以及经济技术指标进行了全面对比。结果表明:改进型梁的纯扭力学性能以及经济效益均要优于传统型梁。最后,研究了不同设计参数对改进型梁极限抗扭承载力的影响。
刘凯[10](2019)在《混合梁斜拉桥预制拼装混凝土主梁结构受力性能》文中进行了进一步梳理混合梁斜拉桥充分利用了混凝土和钢材两种材料各自的优势,具有良好的跨越能力、受力性能和经济性能,已成为大跨径桥梁中极具竞争力的桥型。节段预制拼装桥梁也因其具有良好的技术合理性和耐久性,目前在我国逐渐得到应用。然而,对于应用节段预制拼装技术的混合梁斜拉桥的研究还鲜有文献报道,且研究深度较浅。因此,本文以石首长江公路大桥为依托工程,对混合梁斜拉桥钢-混结合段区域及边跨混凝土主梁的设计和施工方面的相关关键问题进行了研究,主要内容和结论如下:(1)混合梁斜拉桥钢-混结合段附近区域梁段刚度的合理分布。建立全桥空间杆系模型进行结构整体分析,获得了标准荷载组合下钢-混结合段附近区域混凝土箱梁、钢-混结合段及钢箱梁等不同类型梁段中典型截面的内力;编制截面非线性分析程序计算截面的弯矩-曲率-轴力关系,得到了前述三种不同类型截面的抗弯刚度、极限承载力及应力纵桥向分布。结果表明:考虑到运营过程中混凝土箱梁截面可能开裂的影响,混凝土箱梁截面的弹性抗弯刚度宜设计为标准钢箱梁截面的2.03.0倍;与前后相邻的混凝土箱梁和钢箱梁相比,钢格室内灌注混凝土后的钢-混结合段,其截面的刚度和承载能力高出较多,使得钢-混结合段附近区域梁段截面刚度、控制点应力及承载能力等沿顺桥向的分布存在较明显的突变,而采用格室内不灌混凝土的纯钢格室钢-混结合段后,截面的刚度、控制点应力及承载能力均满足结构的受力需求且沿顺桥向的分布较为平顺,具备更好的工程适应性。(2)节段预制拼装混凝土箱梁体内-体外混合配束预应力体系。体内-体外配束混合方案将部分预应力筋布置在体外,改善了梁体混凝土的灌注条件。通过合理布置体内束与体外束的比例,能够达到分批承载的目的,实现体外预应力钢束在桥梁运营阶段的再张拉及可更换,从而解决体内预应力长期损失过大的问题。针对石首长江公路大桥北边跨混凝土箱梁开展体内-体外混合配束方案设计,利用有限元软件对配束方案进行结构受力分析,结果表明配束方案满足施工阶段法向应力、正截面抗裂及正截面抗弯承载力的要求。体内-体外混合配束原则为:利用体内预应力筋实现结构的施工阶段受力,利用体外预应力筋来承担桥梁可变荷载。对于石首长江大桥北边跨节段预制拼装混凝土箱梁,合理的体外束面积占比为12%25%。(3)早龄期混凝土箱梁横向预应力合理张拉方案。对石首长江公路大桥北边跨箱梁混凝土的早龄期力学性能进行了测试,结果表明,养护条件对混凝土早龄期强度和弹性模量的发展有较大影响;混凝土抗压强度及弹性模量随龄期单调增长,但增长速度渐缓并趋向收敛。梁段在混凝土收缩和模板约束的影响下,梁段最大主拉应力为2.00MPa,可能导致结构开裂,有必要进行早龄期张拉。根据混凝土早龄期强度发展实测数据以及早龄期预应力张拉对箱梁的影响确定了合理的混凝土张拉龄期与分批张拉方案。现场实测的预应力损失和结构反应以及有限元模型分析结果表明,拟定的早龄期预应力分批张拉方案有效减小了混凝土箱梁开裂风险。
二、体外预应力混凝土桥梁弯曲性能非线性分析(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、体外预应力混凝土桥梁弯曲性能非线性分析(论文提纲范文)
(1)中国桥梁工程学术研究综述·2021(论文提纲范文)
0引言(东南大学王景全老师提供初稿) |
1 桥梁工程研究新进展(东南大学王景全老师提供初稿) |
1.1新材料促进桥梁工程技术革新 |
1.2桥梁工业化进程与智能建造技术取得长足发展 |
1.3桥梁抗灾变能力显着提高 |
1.4桥梁智能化水平大幅提升 |
1.5跨海桥梁深水基础不断创新 |
2桥梁结构设计 |
2.1桥梁作用及分析(同济大学陈艾荣老师、长安大学韩万水老师、河北工程大学刘焕举老师提供初稿) |
2.1.1汽车作用 |
2.1.2温度作用 |
2.1.3浪流作用 |
2.1.4分析方法 |
2.1.5展望 |
2.2钢桥及组合结构桥梁(西南交通大学卫星老师提供初稿) |
2.2.1新型桥梁用钢的研发 |
2.2.2焊接节点疲劳性能 |
2.2.3钢结构桥梁动力行为 |
2.2.4复杂环境钢桥服役性能 |
2.2.5组合结构桥梁空间力学行为 |
2.2.6组合结构桥梁关键构造力学行为 |
2.2.7展望 |
2.3高性能材料 |
2.3.1超高性能混凝土(湖南大学邵旭东老师提供初稿) |
2.3.2工程水泥基复合材料(西南交通大学张锐老师提供初稿) |
2.3.3纤维增强复合材料(北京工业大学刘越老师提供初稿) |
2.3.4智能材料(西南交通大学勾红叶老师提供初稿) |
2.3.5展望 |
2.4桥梁基础工程(同济大学梁发云老师提供初稿) |
2.4.1深水桥梁基础形式 |
2.4.2桥梁基础承载性能分析 |
2.4.3桥梁基础动力特性分析 |
2.4.4深水桥梁基础工程面临的挑战 |
3桥梁建造新技术 |
3.1钢结构桥梁施工新技术(西南交通大学卫星老师提供初稿) |
3.1.1钢结构桥梁工程建设成就 |
3.1.2焊接制造新技术 |
3.1.3施工新技术 |
3.2桥梁快速建造技术(北京工业大学贾俊峰老师提供初稿) |
3.2.1预制装配桥梁上部结构关键技术 |
3.2.2预制装配桥墩及其抗震性能研究进展 |
3.2.2.1灌浆/灌缝固定连接预制桥墩及其抗震性能 |
3.2.2.2无黏结预应力连接预制桥墩及其抗震性能 |
3.3桥梁建造技术发展态势分析 |
4桥梁运维 |
4.1监测与评估(浙江大学叶肖伟老师、湖南大学孔烜老师、西南交通大学崔闯老师提供初稿) |
4.1.1监测技术 |
4.1.2模态识别 |
4.1.3模型修正 |
4.1.4损伤识别 |
4.1.5状态评估 |
4.1.6展望 |
4.2智能检测(西南交通大学勾红叶老师提供初稿) |
4.2.1智能检测技术 |
4.2.2智能识别与算法 |
4.2.3展望 |
4.3桥上行车安全性(中南大学国巍老师提供初稿) |
4.3.1风荷载作用下桥上行车安全性 |
4.3.1.1车-桥气动参数识别 |
4.3.1.2风载作用下桥上行车安全性评估 |
4.3.1.3风浪作用下桥上行车安全性 |
4.3.1.4风屏障对行车安全性的影响 |
4.3.2地震作用下行车安全性 |
4.3.2.1地震-车-桥耦合振动模型 |
4.3.2.2地震动激励特性的影响 |
4.3.2.3地震下桥上行车安全性评估 |
4.3.2.4车-桥耦合系统地震预警阈值研究 |
4.3.3长期服役条件下桥上行车安全性 |
4.3.4冲击系数与振动控制研究 |
4.3.4.1车辆冲击系数 |
4.3.4.2车-桥耦合振动控制方法 |
4.3.5研究展望 |
4.4加固与性能提升(西南交通大学勾红叶老师提供初稿) |
4.4.1增大截面加固法 |
4.4.2粘贴钢板加固法 |
4.4.3体外预应力筋加固法 |
4.4.4纤维增强复合材料加固法 |
4.4.5组合加固法 |
4.4.6新型混凝土材料的应用 |
4.4.7其他加固方法 |
4.4.8发展展望 |
5桥梁防灾减灾 |
5.1抗震减震(北京工业大学贾俊峰老师、中南大学国巍老师提供初稿) |
5.1.1公路桥梁抗震研究新进展 |
5.1.2铁路桥梁抗震性能研究新进展 |
5.1.3桥梁抗震发展态势分析 |
5.2抗风(东南大学张文明老师、哈尔滨工业大学陈文礼老师提供初稿) |
5.2.1桥梁风环境 |
5.2.2静风稳定性 |
5.2.3桥梁颤振 |
5.2.4桥梁驰振 |
5.2.5桥梁抖振 |
5.2.6主梁涡振 |
5.2.7拉索风致振动 |
5.2.8展望 |
5.3抗火(长安大学张岗老师、贺拴海老师、宋超杰等提供初稿) |
5.3.1材料高温性能 |
5.3.2仿真与测试 |
5.3.3截面升温 |
5.3.4结构响应 |
5.3.5工程应用 |
5.3.6展望 |
5.4抗撞击及防护(湖南大学樊伟老师、谢瑞洪、王泓翔提供初稿) |
5.4.1车撞桥梁结构研究现状 |
5.4.2船撞桥梁结构研究进展 |
5.4.3落石冲击桥梁结构研究现状 |
5.4.4研究展望 |
5.5抗水(东南大学熊文老师提供初稿) |
5.5.1桥梁冲刷 |
5.5.2桥梁水毁 |
5.5.2.1失效模式 |
5.5.2.2分析方法 |
5.5.3监测与识别 |
5.5.4结论与展望 |
5.6智能防灾减灾(西南交通大学勾红叶老师、哈尔滨工业大学鲍跃全老师提供初稿) |
6结语(西南交通大学张清华老师提供初稿) |
策划与实施 |
(2)体外预应力混凝土节段梁弯剪性能研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 预应力混凝土节段梁发展及应用现状 |
1.2.1 预应力混凝土节段梁发展历程 |
1.2.2 体外预应力混凝土节段梁国内应用现状 |
1.3 研究现状 |
1.3.1 体外预应力混凝土节段梁抗弯性能研究现状 |
1.3.2 体外预应力混凝土节段梁抗剪性能研究现状 |
1.4 研究内容及思路 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 总体思路 |
第2章 体外预应力混凝土节段梁抗弯性能分析模型 |
2.1 概述 |
2.2 考虑剪力滞效应的纤维梁单元模型研究 |
2.2.1 剪力滞效应 |
2.2.2 理论模型建立 |
2.2.3 单元二次开发 |
2.2.4 模型验证 |
2.3 体外束滑移索单元模型研究 |
2.3.1 理论模型 |
2.3.2 单元开发 |
2.3.3 模型验证 |
2.4 接缝力学模型 |
2.5 体系模型应用 |
2.5.1 缩尺模型试验分析 |
2.5.2 实桥试验分析 |
2.6 本章小结 |
第3章 体外预应力混凝土节段梁抗弯承载力简化计算方法 |
3.1 概述 |
3.2 各因素对抗弯性能的影响规律分析 |
3.3 既有计算公式及其适用性分析 |
3.4 抗弯承载力建议计算方法 |
3.4.1 建议计算方法 |
3.4.2 方法验证 |
3.5 本章小结 |
第4章 体外预应力混凝土节段梁抗剪性能试验研究 |
4.1 概述 |
4.2 试验方案 |
4.2.1 试件设计 |
4.2.2 试件制备 |
4.2.3 材性测试 |
4.2.4 试验加载方案 |
4.2.5 试验量测方案 |
4.3 试验结果 |
4.3.1 主要试验结果 |
4.3.2 试件破坏现象 |
4.3.3 结构承载力及变形特征 |
4.3.4 混凝土应变 |
4.3.5 普通钢筋应变 |
4.3.6 预应力束应力变化 |
4.4 试验分析 |
4.4.1 影响因素对比分析 |
4.4.2 各组份抗剪贡献分析 |
4.4.3 规范中抗剪承载力计算公式适用性分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 弯剪复合作用下体外预应力混凝土节段梁承载机理分析 |
5.1 概述 |
5.2 弯剪复合作用下精细有限元模型分析方法 |
5.2.1 分析模型框架 |
5.2.2 钢筋混凝土结构轴-剪复合作用下的本构模型 |
5.2.3 考虑滑移效应的预应力束单元开发 |
5.2.4 键齿接缝简化模拟方法 |
5.2.5 加载控制方法 |
5.3 试验梁失效分析 |
5.4 基于桁架-拱理论的节段梁结构承载机理分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 考虑弯剪复合作用的体外预应力混凝土节段梁分析模型 |
6.1 概述 |
6.2 考虑弯剪相互作用的节段梁单元模型 |
6.2.1 单元力学特性需求分析 |
6.2.2 单元理论模型 |
6.2.3 节段间接缝的等效模拟方法 |
6.2.4 单元状态的迭代计算 |
6.2.5 纤维的材料本构模型 |
6.2.6 纤维截面剪应变不均匀分布的计算方法 |
6.3 计算程序的设计及开发 |
6.4 模型验证与应用 |
6.4.1 混合配束节段梁弯剪性能分析 |
6.4.2 全体外配束节段梁弯剪性能分析 |
6.5 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 论文主要研究成果 |
7.2 主要创新点 |
7.3 尚需进一步研究的问题 |
参考文献 |
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(3)超高性能混凝土节段预制拼接梁抗弯性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外UHPC抗弯性能研究现状 |
1.2.1 国内外UHPC梁受弯性能研究现状 |
1.2.2 国内外拼装梁受弯性能研究现状 |
1.3 本文研究的主要内容 |
第二章 UHPC拼接梁抗弯性能试验研究 |
2.1 试验梁设计 |
2.1.1 试验梁设计尺寸及参数 |
2.1.2 试验梁浇筑与养护 |
2.1.3 材料性能测试 |
2.1.4 试验梁加载装置及测点布置 |
2.1.5 预应力张拉及试验梁加载 |
2.2 试验主要实验结果 |
2.2.1 试验梁的破坏形态 |
2.2.2 荷载-挠度关系 |
2.2.3 钢绞线应力变化规律 |
2.2.4 最大裂缝宽度 |
2.2.5 应变分布规律 |
2.2.6 破坏截面压应变变化 |
2.3 本章小结 |
第三章 UHPC节段预制拼接梁有限元模拟研究 |
3.1 UHPC和预应力钢绞线本构选取 |
3.1.1 UHPC材料本构 |
3.1.2 预应力钢绞线本构关系 |
3.2 UHPC节段预制拼装梁有限元模型 |
3.2.1 钢筋混凝土有限元建模方式 |
3.2.2 材料的本构模型 |
3.2.3 ABAQUS模型的建立 |
3.3 模拟试验主要结果 |
3.3.1 荷载-跨中挠度曲线 |
3.3.2 模拟梁的破坏形态 |
3.3.3 主要模拟数据 |
3.4 参数分析 |
3.4.1 混凝土强度的影响 |
3.4.2 预压应力的影响 |
3.4.3 键齿数量的影响 |
3.4.4 键齿深度的影响 |
3.5 本章小结 |
第四章 UHPC节段预制拼接梁正截面承载力计算 |
4.1 节段预制拼接梁现有的设计方法 |
4.2 节段预制拼接梁抗弯特性分析 |
4.3 建议UHPC节段预制拼装梁抗弯承载力计算公式 |
4.3.1 基本假定 |
4.3.2 节段预制拼装梁正截面承载力计算 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
主要结论 |
展望 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的论文 |
致谢 |
(4)波形钢腹板箱梁连续刚构桥稳定性分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 波形钢腹板箱梁桥发展及应用 |
1.2.1 国外发展现状 |
1.2.2 国内发展现状 |
1.3 波形钢腹板组合箱梁桥理论的研究现状 |
1.3.1 国外研究现状 |
1.3.2 国内研究现状 |
1.4 研究意义及目的 |
1.5 本文的主要研究内容 |
第二章 波形钢腹板箱梁连续刚构桥稳定性分析的理论基础 |
2.1 桥梁结构稳定理论 |
2.1.1 第一类稳定问题 |
2.1.2 第二类稳定问题 |
2.2 非线性理论 |
2.2.1 几何非线性理论 |
2.2.2 材料非线性理论 |
2.2.3 非线性有限元问题的求解 |
2.3 收敛准则 |
2.4 波形钢腹板弹性屈曲理论基础 |
2.4.1 波形钢腹板剪切屈曲模式 |
2.4.2 波形钢腹板局部弹性屈曲 |
2.4.3 波形钢腹板整体弹性屈曲 |
2.5 小结 |
第三章 波形钢腹板箱梁连续刚构桥施工过程模拟分析 |
3.1 工程实例简介 |
3.1.1 主桥结构形式 |
3.1.2 技术指标 |
3.1.3 主要材料 |
3.1.4 计算荷载 |
3.2 Midas模型的建立 |
3.2.1 结构的划分 |
3.2.2 边界条件的划分 |
3.2.3 荷载的划分 |
3.2.4 施工阶段的划分 |
3.3 施工阶段内力应力分析 |
3.3.1 内力分析 |
3.3.2 应力分析 |
3.4 荷载分析 |
3.4.1 最大悬臂阶段 |
3.4.2 成桥阶段 |
3.5 小结 |
第四章 波形钢腹板箱梁连续刚构桥施工过程的稳定性分析 |
4.1 最大悬臂阶段的稳定性分析 |
4.1.1 Midas/Civil中稳定性分析的实现方式 |
4.1.2 最大悬臂阶段线弹性稳定性分析 |
4.1.3 最大悬臂阶段考虑几何非线性的稳定性分析 |
4.2 成桥阶段的稳定性分析 |
4.2.1 成桥阶段线弹性稳定性分析 |
4.2.2 成桥阶段考虑几何非线性的稳定性分析 |
4.3 最大悬臂阶段与成桥阶段桥梁稳定安全系数的对比 |
4.4 小结 |
第五章 波形钢腹板稳定性参数分析 |
5.1 ANSYS有限元模型的建立 |
5.1.1 单元的选择 |
5.1.2 边界条件 |
5.1.3 荷载 |
5.2 腹板特征值屈曲分析 |
5.2.1 板厚变化对腹板稳定性的影响 |
5.2.2 波高变化对腹板稳定性的影响 |
5.2.3 直板段宽度变化对腹板稳定性的影响 |
5.2.4 斜波倾角变化对腹板稳定性的影响 |
5.2.5 高度变化对腹板稳定性的影响 |
5.3 小结 |
结论与展望 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(5)预应力CFRP板加固钢-混凝土组合梁桥试验与计算方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 钢-混凝土组合梁桥与CFRP加固技术 |
1.1.2 预应力主动加固技术 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 FRP材料用于结构加固的发展概述 |
1.2.2 预应力FRP锚具的研究 |
1.2.3 钢梁及组合梁的FRP加固研究 |
1.2.4 连续组合梁受力性能及负弯矩区加固研究 |
1.2.5 钢-混凝土组合梁桥设计方法的发展概述 |
1.3 尚待解决的问题 |
1.4 本文主要研究工作 |
1.5 本文组织结构 |
第二章 装配式预应力CFRP板锚固系统的研制开发 |
2.1 锚固系统设计的总体思路 |
2.1.1 静载锚固性能要求 |
2.1.2 锚固系统设计遵照的原则 |
2.2 锚固系统构造及尺寸研究 |
2.2.1 装配式预应力CFRP板锚固系统整体构造 |
2.2.2 锚固系统主要部件的构造设计 |
2.2.3 锚具和夹具受力分析 |
2.2.4 摩擦型高强度螺栓计算 |
2.2.5 限位压块螺杆抗掀拔力和抗拉强度计算 |
2.3 锚固系统非线性有限元分析 |
2.3.1 有限元模型的建立 |
2.3.2 有限元分析的参数设置及计算结果 |
2.4 锚固系统工艺流程及技术要点 |
2.4.1 施工工艺流程 |
2.4.2 施工技术要点 |
2.4.3 施工安全措施 |
2.5 本章小结 |
第三章 预应力CFRP板加固钢-混凝土组合简支梁试验研究 |
3.1 试验目的 |
3.2 试验方法 |
3.2.1 试件设计 |
3.2.2 试件加固方案 |
3.2.3 试件制作与加工 |
3.2.4 材料性能参数 |
3.2.5 试验装置及加载方案 |
3.2.6 量测方案及测点布置 |
3.2.7 预应力施加及损失量测 |
3.3 试验现象与破坏形态 |
3.3.1 试件受力过程及现象 |
3.3.2 试件破坏形态及分析 |
3.4 试验结果与分析 |
3.4.1 主要试验结果 |
3.4.2 试件抗弯承载力分析 |
3.4.3 预应力CFRP板应变发展规律 |
3.4.4 截面应变分布 |
3.4.5 钢筋的荷载-应变特性 |
3.4.6 荷载-跨中挠度曲线 |
3.4.7 试件延性分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 预应力CFRP板加固钢-混凝土组合连续梁试验研究 |
4.1 试验目的 |
4.2 试验方法 |
4.2.1 试件设计 |
4.2.2 试件加固方案 |
4.2.3 试件制作与加工 |
4.2.4 材料性能参数 |
4.2.5 试验装置及加载方案 |
4.2.6 量测方案及测点布置 |
4.3 试验现象与破坏形态 |
4.3.1 试件受力过程及现象 |
4.3.2 试件破坏形态及分析 |
4.4 试验结果与分析 |
4.4.1 试件抗弯承载力与极限荷载分析 |
4.4.2 塑性铰与弯矩调幅分析 |
4.4.3 负弯矩区抗裂性及裂缝宽度 |
4.4.4 预应力CFRP板应变发展规律 |
4.4.5 截面应变分布 |
4.4.6 荷载-跨中挠度曲线 |
4.5 本章小结 |
第五章 预应力CFRP板加固钢-混凝土组合梁的有限元分析 |
5.1 有限单元法与ABAQUS概述 |
5.1.1 有限单元法研究总述 |
5.1.2 ABAQUS的分析模块与步骤 |
5.2 简支组合梁正弯矩区加固的有限元分析 |
5.2.1 金属弹塑性及混凝土损伤塑性模型参数 |
5.2.2 有限元实体模型的建立 |
5.2.3 有限元分析计算结果 |
5.3 连续组合梁负弯矩区加固的有限元分析 |
5.3.1 有限元实体模型的建立 |
5.3.2 有限元分析计算结果 |
5.3.3 参数分析及最佳预应力水平确定 |
5.4 本章小结 |
第六章 预应力CFRP板加固钢-混凝土组合梁的计算方法与理论分析 |
6.1 预应力CFRP板加固组合梁跨中截面抗弯承载力 |
6.1.1 塑性抗弯承载力计算方法 |
6.1.2 弹塑性抗弯承载力计算方法 |
6.1.3 弹性抗弯承载力计算方法 |
6.1.4 三种承载力计算方法对比分析 |
6.2 预应力CFRP板加固组合梁中支点截面抗弯承载力 |
6.2.1 塑性抗弯承载力计算方法 |
6.2.2 塑性计算方法与试验结果对比 |
6.3 组合梁跨中截面弹性挠度与极限挠度分析 |
6.3.1 简支组合梁的弹性挠度分析 |
6.3.2 考虑结合面滑移对组合梁挠度计算的影响 |
6.3.3 简支组合梁的极限挠度分析 |
6.3.4 连续组合梁的弹性挠度分析 |
6.3.5 考虑截面刚度变化的连续组合梁挠度计算 |
6.4 连续组合梁负弯矩区的抗裂性与裂缝宽度 |
6.4.1 加固后的连续组合梁桥负弯矩区抗裂性验算 |
6.4.2 各国规范组合梁裂缝宽度计算方法分析 |
6.4.3 本文连续组合梁负弯矩区裂缝宽度计算公式 |
6.5 本章小结 |
第七章 预应力CFRP板加固钢-混凝土组合梁桥设计要点与工程应用 |
7.1 预应力CFRP板应力损失计算方法研究 |
7.1.1 碳纤维板锚具变形损失计算方法 |
7.1.2 碳纤维板温差损失计算方法 |
7.1.3 碳纤维板分批张拉损失计算方法 |
7.1.4 碳纤维板松弛损失计算方法 |
7.2 预应力CFRP板使用阶段应力计算方法 |
7.3 设计中若干关键参数的取值及计算方法 |
7.3.1 预应力碳纤维板强度设计值的取值方法 |
7.3.2 梁侧预应力碳纤维板面积折减系数的计算方法 |
7.3.3 预应力碳纤维板的张拉控制应力取值方法 |
7.4 加固工程实例 |
7.4.1 某RC简支T梁桥预应力碳纤维板加固工程计算示例 |
7.4.2 某三跨连续组合梁桥负弯矩区预应力碳纤维板加固工程案例 |
7.5 本章小结 |
第八章 结论与展望 |
8.1 主要研究结论 |
8.2 主要创新点 |
8.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者简介 |
(6)火场温度作用下CFRP筋混凝土受弯构件的结构性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 研究背景与意义 |
1.3 FRP材料高温性能研究现状 |
1.3.1 FRP材料的热工性能 |
1.3.2 FRP材料高温力学性能 |
1.4 预应力混凝土构件抗火性能研究现状 |
1.4.1 高温下预应力混凝土结构抗火性能研究现状 |
1.4.2 高温后预应力混凝土结构抗火性能研究现状 |
1.5 本文研究目标和研究内容 |
1.5.1 研究目标 |
1.5.2 研究内容 |
第二章 CFRP筋高温力学性能试验研究 |
2.1 引言 |
2.2 试验概况 |
2.2.1 材料 |
2.2.2 试验试件 |
2.2.3 试验设备 |
2.2.4 试验制度 |
2.3 温度试验结果与分析 |
2.4 高温下CFRP筋力学性能试验 |
2.4.1 CFRP筋热膨胀性能试验 |
2.4.2 恒温加载抗拉强度试验 |
2.4.3 恒载升温的极限温度试验 |
2.5 高温后CFRP筋力学性能试验 |
2.5.1 试验结果与分析 |
2.5.2 与已有CFRP筋高温后材性力学性能对比 |
2.5.3 试验结果拟合 |
2.6 本章小结 |
第三章 预应力CFRP筋混凝土受弯构件耐火性能试验研究 |
3.1 引言 |
3.2 试验方案 |
3.2.1 试验梁基本情况 |
3.2.2 试验设备及测点布置 |
3.2.3 试验制度 |
3.3 常温受弯构件试验结果及分析 |
3.3.1 常温构件试验结果 |
3.3.2 挠度分析 |
3.3.3 预应力CFRP筋应力分析 |
3.3.4 混凝土和钢筋应变分析 |
3.4 火灾受弯构件试验结果及分析 |
3.4.1 火灾下试验结果与分析 |
3.4.2 火灾后试验结果与分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 预应力CFRP筋混凝土构件受火传热模拟研究 |
4.1 引言 |
4.2 热分析基本原理 |
4.2.1 火灾温度-时间曲线 |
4.2.2 热传递的方式 |
4.2.3 导热微分方程 |
4.2.4 定解条件 |
4.3 材料的热工性能 |
4.3.1 混凝土的热工性能 |
4.3.2 钢筋的热工性能 |
4.3.3 CFRP筋的热工性能 |
4.3.4 防火涂料的热工性能 |
4.3.5 陶瓷耐火纤维材料的热工性能 |
4.4 预应力CFRP筋混凝土受弯构件温度场分析 |
4.4.1 火灾下受弯构件温度场计算值与实测值对比 |
4.4.2 火灾后受弯构件温度场计算与实测值对比 |
4.5 有限单元传热模型的验证 |
4.5.1 郑文忠等的试验 |
4.5.2 Bailey等的试验 |
4.6 本章小结 |
第五章 火灾下预应力CFRP筋混凝土构件热-力耦合非线性分析 |
5.1 引言 |
5.2 基本假定 |
5.3 材料高温力学性能 |
5.3.1 混凝土 |
5.3.2 钢筋 |
5.3.3 CFRP筋 |
5.4 火灾下预应力CFRP筋混凝土构件有限元分析 |
5.4.1 有限单元模型的建立 |
5.4.2 ABAQUS中材料膨胀系数的修正 |
5.5 火灾下预应力CFRP筋混凝土构件传统修正理论模型分析 |
5.5.1 混凝土构件纵向单元的划分 |
5.5.2 截面曲率的计算 |
5.5.3 混凝土构件挠度的计算 |
5.5.4 体外预应力CFRP筋应力的计算 |
5.5.5 受火全过程非线性分析的步骤及流程 |
5.6 火灾下预应力CFRP筋混凝土构件计算值与实测值对比 |
5.6.1 挠度计算值与实测值对比 |
5.6.2 CFRP筋应力计算值与实测值对比 |
5.7 火灾下预应力CFRP筋混凝土构件抗火性能主要影响因素分析 |
5.7.1 不同防火层厚度影响因素分析 |
5.7.2 不同防火层导热系数影响因素分析 |
5.7.3 其它影响因素分析 |
5.8 本章小结 |
第六章 火灾后预应力CFRP筋混凝土构件计算理论研究 |
6.1 引言 |
6.2 基本假定 |
6.3 材料高温后力学性能 |
6.3.1 混凝土 |
6.3.2 钢筋 |
6.3.3 CFRP筋 |
6.4 火灾后预应力CFRP筋混凝土构件有限元分析 |
6.4.1 有限单元模型的建立 |
6.4.2 火灾后混凝土构件过火温度场计算 |
6.5 火灾后预应力CFRP筋混凝土构件传统修正理论模型分析 |
6.5.1 混凝土构件纵向单元的划分 |
6.5.2 截面曲率的计算 |
6.5.3 混凝土构件挠度的计算 |
6.5.4 体外预应力CFRP筋应力的计算 |
6.5.5 火灾后全过程非线性分析的步骤及流程 |
6.6 火灾后预应力CFRP筋混凝土构件简化计算方法 |
6.6.1 混凝土构件等效截面计算 |
6.6.2 预应力CFRP筋应力的计算 |
6.6.3 混凝土构件挠度的计算 |
6.6.4 混凝土构件极限承载力 |
6.7 火灾后预应力CFRP筋混凝土构件计算值与实测值对比 |
6.7.1 荷载-挠度计算值与实测值对比 |
6.7.2 CFRP筋应力计算值与实测值对比 |
6.7.3 极限承载力计算值与实测值对比 |
6.8 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.1.1 CFRP筋高温力学性能试验及本构模型 |
7.1.2 火灾下混凝土构件耐火性能试验及理论分析 |
7.1.3 火灾后混凝土构件力学性能试验及理论分析 |
7.2 主要创新点 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间的主要成果 |
致谢 |
(7)变截面波形钢腹板组合箱梁桥极限破坏模式及腹板屈曲行为研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 波形钢腹板组合箱梁桥概述 |
1.1.1 波形钢腹板组合箱梁桥的发展概述 |
1.1.2 波形钢腹板混凝土组合箱梁桥的特点 |
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 研究问题的提出及技术路线 |
1.3.1 研究问题的提出 |
1.3.2 研究内容与技术路线 |
2 室内模型试验研究 |
2.1 试验梁尺寸与配筋 |
2.2 试验梁的加载及测试方案 |
2.2.1 试验加载方式 |
2.2.2 试验测试方案 |
2.3 试验前相关应力公式推导 |
2.4 小结 |
3 试验结果与分析 |
3.1 应力-应变测试结果及分析 |
3.1.1 弹性阶段 |
3.1.2 极限破坏阶段 |
3.1.3 剪切滑移分析 |
3.2 荷载-挠度测试结果及分析 |
3.2.1 荷载-挠度分析 |
3.2.2 预应力增量-挠度分析 |
3.3 裂缝开展机制及极限破坏模式 |
3.4 小结 |
4 波形钢腹板屈曲行为研究 |
4.1 波形钢腹板剪切屈曲理论 |
4.1.1 剪切屈曲理论概述 |
4.1.2 试验梁理论计算结果 |
4.2 模型有限元数值分析 |
4.2.1 有限元模型的建立 |
4.2.2 有限元结果与试验结果的对比 |
4.3 波形钢腹板屈曲的影响因素分析 |
4.3.1 混凝土强度的影响 |
4.3.2 普通钢筋配筋率的影响 |
4.3.3 腹板厚度的影响 |
4.4 小结 |
5 结论 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
作者简历及攻读硕士/博士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(8)钢筋混凝土简支T梁桥体外预应力加固技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源及研究的背景和意义 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 研究的背景与意义 |
1.2 国内外目前研究状况 |
1.2.1 国外设计验算研究状况 |
1.2.2 目前国内设计验算研究状况 |
1.2.3 国内外文献综述的简析 |
1.3 主要研究内容 |
本章小结 |
第2章 体外预应力补强理论研究 |
2.1 体外预应力构造情况 |
2.2 体外预应力极限应力 |
2.3 外部预应力正截面斜截面抗弯承载能力标准极限状态验算 |
2.4 外部预应力的正常使用状态 |
2.4.1 损失的体外预应力 |
2.4.2 正常使用极限状态抗裂性计算 |
2.4.3 正截面应力计算方法 |
2.5 转向块的设计与计算 |
2.6 本章小结 外加预应力混凝土桥梁弯曲行为的非线性分析 下载Doc文档 |