既有預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋承載能力實(shí)橋試驗(yàn)及分析研究.pdf

1、目前，在我國公路線上有人量運(yùn)營中的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁，這些橋梁在建造和使用過程中，由于設(shè)計(jì)、施工問題及材料木身隨時(shí)間的劣化、環(huán)境侵蝕等一系列因素的作用，不可避免地會(huì)產(chǎn)生不同程度的損傷；同時(shí)隨著公路運(yùn)營能力的不斷提升，還有不少橋梁存在設(shè)計(jì)等級(jí)偏低等安全問題，深入研究這些橋梁的損傷程度、承載潛力、安全儲(chǔ)備及剩余壽命等問題將是今后能否含合理利用它們的關(guān)鍵所在。 為此，本文開展了混凝七梁式橋病害成岡分析、現(xiàn)場實(shí)橋破壞性試驗(yàn)、混凝土連續(xù)梁橋

2、三維實(shí)體非線性有限元受力全過程仿真分析、既有混凝土橋梁承載能力可靠性評(píng)估方法及承載能力鑒定標(biāo)準(zhǔn)等研究，主要內(nèi)容和成果如下： (1)本文系統(tǒng)全面地進(jìn)行了混凝土梁式橋病害成因分析研究，分析了混凝土梁橋的缺陷和裂縫產(chǎn)生原因，研究了鋼筋銹蝕和混凝土劣化的機(jī)理，詳細(xì)研究了空心板梁、T梁和預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋的病害原因，分析了梁橋結(jié)構(gòu)的損傷原因。 (2)目前，困內(nèi)外尚無關(guān)于預(yù)應(yīng)力混凝土T梁橋和預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的實(shí)橋現(xiàn)場極限狀態(tài)(

3、破壞性)試驗(yàn)的研究，本文以主跨徑為50m的三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋——滬寧高速公路新興塘土橋和20m跨徑T梁橋——滬寧高速公路錫澄運(yùn)河大橋北幅引橋?yàn)閷ο?，開展了極限承載能力實(shí)橋破壞性試驗(yàn)，因此，本研究項(xiàng)目具有很大的創(chuàng)新性。 通過對這兩座橋的破壞性試驗(yàn)，首次開展了這兩種常見橋型的破壞特征、破壞機(jī)理及破壞全過程受力的分析研究。了解和掌握了混凝土梁橋在正常使用荷載和極限荷載作用下的結(jié)構(gòu)剛度、恢復(fù)力特性、破壞形態(tài)和極限承載能力等。

4、 試驗(yàn)中還開展了橋梁外觀檢查、橋梁無損有損檢測、靜載試驗(yàn)等輔助性試驗(yàn)以及基于分布式光纖傳感系統(tǒng)的混凝土裂縫產(chǎn)生與發(fā)展過程監(jiān)測應(yīng)用等探索性試驗(yàn)。 (3)本文采用三維實(shí)體非線性有限元ANSYS軟件對新興塘大橋主橋進(jìn)行了在試驗(yàn)荷載作用下全過程受力仿真計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果與實(shí)橋試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較分析，對計(jì)算模型的適用性進(jìn)行了驗(yàn)證。同時(shí)，對影響混凝土橋梁承載能力、撓度的主要參數(shù)進(jìn)行了分析和比較。影響參數(shù)包括：混凝土強(qiáng)度等級(jí)的降低、預(yù)應(yīng)力

5、束的銹蝕、預(yù)應(yīng)力張拉不足、鋪裝層厚度的變化等。 (4)本文考慮既有混凝十橋梁的荷載特點(diǎn)，討論了恒載和車輛荷載特性的修正方法，假定車輛荷載效應(yīng)每年截口隨機(jī)變量為極值I型分布前提下，推導(dǎo)了繼續(xù)使用期內(nèi)車輛荷載效應(yīng)最大值隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算公式：同時(shí)，考慮橋梁結(jié)構(gòu)本身抗力的時(shí)變特性，討論了結(jié)構(gòu)現(xiàn)時(shí)刻抗力的概率模型。根據(jù)荷載、抗力等各種統(tǒng)計(jì)規(guī)律及功能函數(shù)的性質(zhì)，本文提出一種簡便實(shí)用的動(dòng)態(tài)可靠度的計(jì)算方法。 (5)本文進(jìn)行了中美