变幅超载作用下预应力cfrp布加固梁抗弯试验研究

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1、NortheasternUniversity学位论论文题目变幅超载作用下预应力布加固梁抗弯试验研究作者李明学院资源与七木工程学院专业结构工程指导教师朱浮声教授分类号密级学位论文变幅超载作用下预应力布加固梁抗弯试验研究作者姓名：李明指导教师：朱浮声教授东北大学资源与土木工程学院申请学位级别：博士学科类别：工学学科专业名称：结构工程论文提交日期：年月论文答辩日期⑶学位授予曰期：答辩委员会主席冽评阅人：评岣人丨东北大学年月ADissertationinStructuralEngineeringStudyonFlexuralBehaviorofConcreteBeamStrengthe

2、nedwithPrestressedCFRPFabricunderVariableOverloadByLiMingSupervisor:ProfessorZhuFushengNortheasternUniversityMarch2015独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢期：夕丄二它学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使

3、用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年口学位论文作者签名：导师签名：签字日期）对签字日期：风东北大学博士学位论文摘要变幅超载作用下预应力布加固梁抗弯试验研究摘要布作为一种新颖的高强、高性能结构材料在桥梁结构的加固中具有巨大的应用前景。考虑到作用在桥梁结构上的汽车荷载一般是变幅的循环荷载，且其荷载历程无规则性可寻，产生了具有变幅、高循环、随机性特点的疲劳应力。因此，本文针对变

4、幅超载作用下预应力布加固梁的抗弯性能进行了研究，并着重进行变幅循环荷载作用下布加固梁的疲劳试验和疲劳寿命理论分析。本文的主要工作和成果如下：针对材料的性能及预应力施加方法进行了研究，并对预应力布加固混凝土梁进行了抗弯试验，讨论了加固梁的力学特征，考察了碳纤维布加固量、预应力度、锚固方式等因素对预应力加固混凝土梁承载能力的影响。对布加固混凝土梁分别施加加载幅值为、、倍极限承载力的荷载，进行了超载加固梁试验。讨论了超载对加固梁承载力和挠度的影响，及其在加固梁裂缝产生和发展的作用，给出了相应规律。利用断裂力学理论，讨论了常幅循环荷载作用下布加固梁的疲劳裂纹扩展寿命，得到了变幅循环荷载

5、作用下加固梁的疲劳裂纹扩展寿命预测模型，建立了变幅疲劳强度和常幅疲劳强度的理论联系，实现了对变幅循环荷载作用下布加固梁的疲劳验算。通过对实测交通车流量数据进行统计特征分析，结合维纳辛钦公式平稳过程自相关函数的谱表示式，对照标准功率谱函数进行拟合，推导出适合于实际车流量的自相关函数和功率谱密度函数，实现了沈阳绕城高速公路后丁香大桥段实际车流量变幅循环作用过程的数值模拟，为变幅循环荷载试验提供相应的数值模拟载荷序列。对变幅循环荷载作用下的布加固梁进行了疲劳寿命试验，利用变幅循环荷载作用下加固梁的疲劳裂纹扩展寿命预测模型，计算了裂纹扩展速率，并进行了加固梁疲劳验算，结果与试验值吻合较

6、好，验证了理论公式的正确性。关键词：结构加固；混凝土梁；纤维增强塑料预应力；疲劳寿命东北大学博士学位论文，，，，东北大学博士学位论文，东北大学博士学位论文目录目录独创性声明：录第章绪论研宄背景桥梁的传统加固技术及存在的不足桥梁上部结构加固技术存在的问题加固梁研究现状：材料的优点普通纤维布加固梁研宄现状预应力梁加固研宄现状加固梁疲劳性能研究现状本文研宄的主要内容第章预应力加固混凝土梁抗弯试验研究试验研究目的试验情况拉伸性能试验试验梁材料性能试验梁准备及预应力控制试验设计试验加载及试验过程典型试验现象典型试验现象试验梁的荷载挠度曲线试验梁的承载力东北大学博士学位论文目录试验梁裂缝扩

7、展试验梁跨中截面应变分析预应力度及加固量影响分析二次受力对预应力加固梁影响分析本章小结第章有限次超载作用下加固梁试验研究有限次超载梁的抗弯试验试验梁试验过程典型试验现象试验结果及分析超载对受弯承载力的影响超载对梁裂缝的影响超载对梁挠度的影响本章小结第章循环荷载作用下加固梁疲劳寿命理论分析常幅循环作用下疲劳裂纹扩展寿命裂纹力学分析模型考虑裂纹闭合效应的分析理论常幅循环作用下疲劳寿命预测公式线性渐进叠加假定及等效裂缝长度应力强度因子从变幅循环荷载作用下加固桥梁疲劳验算方法线性累积损伤理论变幅疲劳