体外预应力加固曲线梁桥试验研究

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1、分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文体外预应力加固曲线梁桥试验研究作者姓名：王天阔入学年份：2013年9月指导教师：王彤教授学科专业：桥梁与隧道工程包龙生教授申请学位：工学硕士所在单位：交通工程学院论文提交日期：2015年11月论文答辩日期：2015年12月学位授予日起：2016年1月答辩委员会主席：王立红答辩委员会组成：王立红宋福春张海王占飞薛兴伟论文评阅人：薛兴伟宋亚光硕士研究生学位论文摘要I摘要曲线桥以其独特的跨越地形能力和连接线路方式而被广泛应用。自上世纪六十年代起，我国修建了众多曲线梁桥，其中包括大量

2、的城市立交。弯梁桥的独特优势也得到工程人士们的广泛认可，并在我国交通系统里占有重要位置。在众多的曲线梁中，钢筋混凝土结构占据据绝大部分。然而曲线梁的受力复杂，与直梁不同，弯扭耦合作用是其最突出特点。随着时间的推移，交通量的增加，曲线梁桥的病害问题日渐明显，一些桥的承载能力已经不能满足现有交通量，因此研究曲线梁桥的加固便成为一条与实际情况相符的可靠之路。因此笔者以试验为基础，探究体外预应力技术对曲线梁桥力学性能的影响和加固效果，研究工作如下：首先以试验为研究手段，设计制作混凝土曲线梁试件，在试件底板处利用体外预应力筋对试验梁进行加固并

3、进行静力荷载试验，采用不同的布筋形式，研究其对曲线梁力学性能的影响。实验表明，体外应力能够有效改善曲线梁的受力，提高其承载能力。在相同试验荷载下，加固梁的变形小，裂缝宽度小，承载力提高，是一种合理的加固手段。通过比较还得到，转向块的合理设置对于改善梁的受力有明显作用。其次，利用有限元软件对加固结构进行受力分析，并与试验结果比较得到了比较吻合的分析结果，利用有限元软件模拟体外预应力对曲线梁加固，同样可以得到体外预应力能提高曲线梁承载力，改变其力学性能。证明了加固方案的合理性和可靠性。此外本文对曲线梁的受力计算进行了分析，总结曲线梁桥的

4、理论计算，包括直梁解析理论、曲梁理论、曲线梁的荷载横向分布计算问题等。最后，对加固结构进行分析，总结国内外规范中对于体外预应力束增量的计算方法，提出适用于曲线梁桥的体外预应力束增量计算方法，并根据试验探究体外预应力筋的极限增量问题和其理论计算。试验表明当试验荷载较小时体外预应力筋的应力增量与荷载近似成直线关系，荷载增加，受拉钢筋趋近屈服时这种近似直线关系发生改变，应力增量的增长速率变快。通过试验验证其计算方法的合理性。关键词：曲线桥；体外预应力加固；转向块；应力筋极限增量；有限元模拟II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文Abs

5、tractIIIAbstractCurvedbridgesarewidelyusedbecasueoftheiruniquepossibilitiesofcrossingtheterrainandthemodeofconnectingroutes.Sincethe1960s,plentyofcurvedgirderbridgeswerebuiltinourcountry,includingalargenumberofurbaninterchanges.Thefunctionofbendingbridgeshasalreadybeen

6、recognizedbymostofthecivilengineers,whichisplayingaimportantroleinthetransportationsystermofourcountry.Mostofthecurvedbeamsarereinforcedconcretestructures.However,theforceofcurvebeamsarecomplicated,whichisdifferentfromstraightbeam.Bendingandtorsioncouplingisitsmostprom

7、inentfeature.Withthetimepassbyandtheincreasmentoftraffic,thediseaseproblemsofcurvebeamsbecomemoreandmoreapparent.Anumberofbridgeshavebeenunabletomeetthecurrenttrafficcarryingcapacity.Therefore,basingontheexperiment,thispaperwillexplorethemechanicalpropertiesimpactandre

8、inforcingeffectofcurvebeamswhicharereinforcedbyexternallyprestressedtendon.Thisstudyfollows:Designingandmakingconcret