基于模型修正的預(yù)應(yīng)力混凝土梁裂后承載性能評(píng)估的研究.pdf

1、橋梁作為交通運(yùn)輸系統(tǒng)的樞紐工程，其運(yùn)營(yíng)安全性能的檢測(cè)和評(píng)估技術(shù)方法的完善對(duì)于確保既有橋梁的安全暢通具有重要意義。預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋廣泛應(yīng)用于我國(guó)公路、鐵路與城市道路中，長(zhǎng)期的橋梁技術(shù)狀況調(diào)查表明，目前我國(guó)正常運(yùn)營(yíng)的諸多高等級(jí)公路和城市道路上，有相當(dāng)數(shù)量的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁存在著一定程度的病害和損傷，顯著影響著橋梁結(jié)構(gòu)的正常運(yùn)營(yíng)和使用安全性。當(dāng)前國(guó)內(nèi)對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁開(kāi)裂后承載性能評(píng)估方法的理論分析和試驗(yàn)研究相對(duì)滯后，因此，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土

2、橋梁損傷評(píng)估方法的研究仍然是國(guó)內(nèi)外橋梁工程界所關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以我國(guó)公路中常用的20m跨徑T型梁標(biāo)準(zhǔn)圖按照一定縮尺比例制作多榀試驗(yàn)梁，梁內(nèi)配置鋼絞線并采用后張法施加不同預(yù)應(yīng)力，采用跨中兩點(diǎn)對(duì)稱(chēng)加載方式，選取已加載至開(kāi)裂的試驗(yàn)梁進(jìn)行二次加載。實(shí)測(cè)梁帶裂縫工作階段在L4，跨中，3L4截面的位移和跨中截面上緣混凝土、下緣鋼筋的應(yīng)變及跨中純彎段附近截面的裂縫發(fā)展變化規(guī)律。論文對(duì)上述相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理和分析，

3、為后續(xù)研究工作提供了基本試驗(yàn)數(shù)據(jù)。⑵以實(shí)驗(yàn)室預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁作為研究對(duì)象建立初始有限元模型，通過(guò)靈敏度分析選出靈敏度較高的結(jié)構(gòu)參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量，以靜載試驗(yàn)實(shí)測(cè)各個(gè)控制截面的撓度數(shù)據(jù)作為狀態(tài)變量，構(gòu)建靜力目標(biāo)函數(shù)，對(duì)初始有限元模型進(jìn)行修正，而后按照靜載試驗(yàn)的加載工況，模擬分析各級(jí)加載下試驗(yàn)梁有限元模型各控制截面的應(yīng)變、撓度計(jì)算結(jié)果，并與室內(nèi)靜載試驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果相比較，誤差符合工程精度要求。說(shuō)明基于靜載試驗(yàn)實(shí)測(cè)撓度數(shù)據(jù)的有限元修正模型可以應(yīng)用

4、于結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)估。⑶介紹了響應(yīng)面法修正有限元模型的基本原理和步驟，并對(duì)常用的幾種試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了比較。基于響應(yīng)面法對(duì)初始有限元模型進(jìn)行修正，與有限元模型直接修正法相比，響應(yīng)面法模型修正在保證模型精度的同時(shí)具有收斂速度快、數(shù)值分析直觀、可構(gòu)建顯式函數(shù)關(guān)系式的優(yōu)勢(shì)，具有顯著的應(yīng)用價(jià)值。⑷針對(duì)試驗(yàn)梁，采用基于有限元模型的響應(yīng)面法進(jìn)行了損傷識(shí)別的數(shù)值模擬分析；采用有限元模型進(jìn)行重復(fù)數(shù)值試驗(yàn)建構(gòu)響應(yīng)面模型，依據(jù)兩榀開(kāi)裂的試驗(yàn)梁室內(nèi)靜載試驗(yàn)實(shí)測(cè)撓度