現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力對混凝土橋梁性能的影響及CFRP加固效果研究.pdf

1、預(yù)應(yīng)力混凝土以其諸多的優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外公路橋梁建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。但是過去橋梁設(shè)計(jì)荷載取值偏低，施工質(zhì)量也控制不嚴(yán)格，導(dǎo)致隨著公路橋梁交通負(fù)荷的加重，很多在役混凝土橋梁出現(xiàn)不同程度損壞，及時(shí)采取加固措施，確保其正常運(yùn)營不容忽視。預(yù)應(yīng)力鋼束的應(yīng)力狀態(tài)決定橋梁的整體性能，可是在張拉施工以及橋梁運(yùn)營過程中該應(yīng)力會不斷損失，目前橋梁的加固設(shè)計(jì)一般簡單假定其預(yù)應(yīng)力損失，與實(shí)際情況有所偏差，因此，本文以青島市濱海路交橋?yàn)楸尘罢归_基于現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力的以下幾

2、方面研究:
　　 (1)利用有限元分析軟件Midas Civil對實(shí)例預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支斜交空心板橋建立梁格法模型，進(jìn)行其結(jié)構(gòu)靜力性能分析，研究現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力對該橋靜力性能的影響規(guī)律。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該橋的跨中撓度和截面上、下緣應(yīng)力均隨著現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力的增大而呈線性變化。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場對該橋3#梁采用刻槽法應(yīng)力釋放試驗(yàn)所測得的跨中底面應(yīng)力結(jié)果，對該預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力大小進(jìn)行了推算，其預(yù)應(yīng)力損失大約為23.7％。
　　

3、 (2)對該預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁粘貼碳纖維布(CFRP)進(jìn)行加固，通過有限元模擬研究分析了現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力對該橋CFRP加固效果的影響。結(jié)果表明，CFRP加固橋梁的跨中撓度和截面上、下緣應(yīng)力均隨著現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力的增大而呈線性變化，但是與未加固梁相比，變化率明顯減緩。并且通過對比CFRP加固前后該橋的靜力性能，可以發(fā)現(xiàn)粘貼CFRP加固后該預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁承載能力顯著提高、截面受力狀態(tài)明顯改善，并且預(yù)應(yīng)力損失越大，CFRP加固的改善效果越好。
　　

4、 (3)在有限元模型中，采用“單元初始內(nèi)力”的方式輸入有效預(yù)應(yīng)力，利用質(zhì)量修正后的有限元模型進(jìn)行基于現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力的在役混凝土橋梁動力性能分析，主要分析了現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力對CFRP加固前后預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁自振頻率的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨著現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力的增大，CFRP加固前后橋梁的前三階頻率均有少量增加，其中低階頻率增加的幅度較大，并且與未加固橋梁相比，經(jīng)過CFRP加固之后該橋的前三階自振頻率都有所增加，其中一階頻率增加了0.4Hz左右，二階頻率增加了