预应力高强不锈钢绞线网加固RC板梁桥的应用研究

论文摘要

在已有构件试验研究的基础上,本文对采用预应力高强不锈钢绞线网加固钢筋混凝土板梁桥的效果进行了工程试验研究,试验结果表明,该方法加固后的桥跨板梁承载力和刚度均有明显提高,证明了预应力高强不锈钢绞线网加固技术在实际工程中的适用性。本文选取了两座在用的钢筋混凝土板式桥梁,通过对其板梁进行加固前、加固后同条件荷载情况下的应变、位移、自振频率的测试比对,分析了桥梁加固前后试验数据的变化规律和承载力改善的情况,试验及分析结果表明:两座桥梁加固前均存在不同程度的损伤,其加固前的荷载等级均低于原设计荷载等级。采用预应力高强不锈钢绞线网加固方法加固板梁后,板梁板跨在在同条件荷载下的应变(应力)、位移、自振频率均较加固前有明显改善;在相同荷载条件下,三垡桥和德前沟桥加固后板梁的跨中应力均有所减小,两座桥梁跨中挠度减小率分别约为19.8%和16.7%,两座桥梁的自振频率均有所提高。从试验的结果来看,两座桥梁加固后的板梁承载力和刚度均有提高,其加固后的桥梁荷载等级可以恢复至原设计荷载等级。本文就预应力高强不锈钢绞线网加固混凝土板梁的设计公式进行了探讨,分析推导了承载力、刚度和挠度的计算公式,并将计算的结果与试验结果以及有限元软件Midas分析结果进行了比较,公式计算结果同分析软件计算结果较为吻合,证明了本文提出的承载力计算公式、刚度及挠度计算公式在实际加固工程中是基本适用的;该公式同时可为以后该类工程计算公式的规范制定提供一些参考。此外,结合本文的试验研究,设计了一套钢绞线张拉装置及相应张拉工艺,并对施工中需要注意的关键环节给出了适合于现场施工操作的方法,该张拉装置及施工工艺具有制作简单、张拉准确、易于操作等优点,适用于实际工程,可为以后同类工程的施工提供借鉴,并为施工标准化的制定提供较好的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 文献综述
• 1.1.1 混凝土桥梁加固技术现状
• 1.1.2 高强不锈钢绞线网加固技术简介
• 1.1.3 高强不锈钢绞线加固受弯构件的研究现状
• 1.1.4 高强不锈钢绞线网加固受剪构件的研究现状
• 1.1.5 钢绞线加固层与混凝土粘结锚固性能的研究现状
• 1.1.6 高强不锈钢绞线网对柱进行抗震加固的试验研究
• 1.1.7 预应力高强不锈钢绞线网加固梁研究现状
• 1.2 本文主要研究内容及方法
• 第2章 板梁桥加固前试验研究
• 2.1 桥梁简介
• 2.1.1 三垡桥
• 2.1.2 德前沟桥
• 2.2 加固前试验设计
• 2.2.1 试验项目
• 2.2.2 计算模型
• 2.2.3 测试方案
• 2.3 加固前试验结果
• 2.3.1 三垡桥
• 2.3.2 德前沟桥
• 2.4 本章小结
• 2.5 附图
• 2.5.1 三垡桥加固前加载试验照片
• 2.5.2 德前沟桥加固前加载试验照片
• 第3章 板梁桥加固施工试验研究
• 3.1 加固设计
• 3.1.1 加固材料
• 3.1.2 加固工艺设计
• 3.2 加固施工
• 3.2.1 施工顺序
• 3.2.2 具体加固工艺
• 3.2.3 施工注意事项
• 3.3 本章小结
• 3.4 附现场加固施工照片
• 3.4.1 三垡桥施工照片
• 3.4.2 德前沟桥施工照片
• 第4章 板梁桥加固后试验研究
• 4.1 加固后的加载试验设计
• 4.1.1 试验项目
• 4.1.2 计算模型
• 4.1.3 测试方案
• 4.2 加固后试验结果
• 4.2.1 三垡桥
• 4.2.2 德前沟桥
• 4.3 本章小结
• 4.4 附图
• 4.4.1 三垡桥加固后加载试验照片
• 4.4.2 德前沟桥加固后加载试验照片
• 第5章 板梁桥加固前后的性能分析
• 5.1 三垡桥加固前后的试验分析
• 5.1.1 加固前后挠度比对
• 5.1.2 加固前后应变比对
• 5.1.3 加固前后自振频率比对
• 5.1.4 加固后的桥梁荷载等级
• 5.2 德前沟桥加固前后的试验分析
• 5.2.1 加固前后挠度比对
• 5.2.2 加固前后应变比对
• 5.2.3 加固前后自振频率比对
• 5.2.4 加固后的桥梁荷载等级
• 5.3 本章小结
• 第6章 加固后板梁承载力及刚度公式的分析
• 6.1 预应力高强不锈钢绞线网加固板梁的几个问题
• 6.2 基本假定
• 6.3 预应力钢绞线加固板梁的抗弯承载力分析
• 6.3.1 钢绞线张拉时应力分析
• 6.3.2 消压弯矩的计算
• 6.3.3 屈服弯矩的计算
• 6.3.4 极限弯矩的计算
• 6.3.5 承载力计算值与试验值的比较
• 6.4 预应力钢绞线加固板梁的刚度及挠度分析
• 6.4.1 几何条件
• 6.4.2 本构关系
• 6.4.3 平衡条件及刚度公式的推导
• 6.4.4 挠度的计算
• 6.4.5 挠度计算值与试验值的比较
• 6.5 本章小结
• 第7章 结论和建议
• 7.1 结论
• 7.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果