基于应力释放法的预应力空心板桥现存应力检测的模型试验研究

基于应力释放法的预应力空心板桥现存应力检测的模型试验研究

论文摘要

预应力混凝土桥梁的现存应力是反映其技术状况的关键指标之一。由于受到钢筋预应力损失、混凝土收缩徐变、结构损伤等的影响,桥梁现存应力的预期值和实际值之间可能存在很大差异。这可能会影响桥梁的服务功能,甚至会导致安全事故。既有桥梁的现存应力检测目前仍然是一个技术难题。本文在查阅和分析了国内外有关文献资料后,采用应力释放法,对既有预应力混凝土空心板桥梁的现存预应力,开展了有限元计算分析和室内模型试验研究。主要研究工作如下:1.以一座跨径为20米的预应力混凝土空心板桥为对象,建立三维实体有限元模型,模拟混凝土应力释放法,比较分析不同尺寸的环孔、方孔和横槽在表面混凝土应力释放为零时的最小切割深度。2.针对长度为10米的预应力空心板桥,基于钢筋应力释放法,建立三维实体有限元模型进行数值计算,研究在某一钢束预应力完全损失的情况下钢筋预应力的变化,探讨并证明了这种检测方法在理论上的可行性。3.在不张拉预应力的状态下,针对2块1.5m×2.0m×0.2m的矩形钢筋混凝土板进行混凝土切割、钢筋切割试验。研究了无应力状态下影响混凝土和钢筋应力释放测试精度的多个因素,得到了一些有实用价值的结论。为有应力状态下的试验研究奠定了基础。4.针对一块长度为10m预应力混凝土空心板模型,分别进行了混凝土和钢筋的应力释放试验。研究有应力状态下,影响混凝土应力释放法和钢筋应力释放法测试精度的因素。得出了“钢筋应力释放法效果更好,其测试精度能达到90%以上”的结论。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 国内外研究概况
  • 1.3 研究的目的与内容
  • 1.3.1 研究目的
  • 1.3.2 本论文研究的主要内容
  • 第二章 应力释放法的原理
  • 2.1 混凝土应力释放法
  • 2.1.1 剥层法
  • 2.1.2 钻孔法
  • 2.1.3 盲孔法
  • 2.1.4 环孔法
  • 2.1.5 开槽法
  • 2.2 钢筋应力释放法
  • 第三章 混凝土应力释放法切割深度的有限元分析
  • 3.1 混凝土应力释放法
  • 3.2 有限元模型建立依据
  • 3.3 模型网格划分
  • 3.4 有限元模型计算
  • 3.4.1 环孔法切割混凝土
  • 3.4.2 方孔法切割混凝土
  • 3.4.3 开槽法切割混凝土
  • 3.4.4 不同横槽长度的应力释放效果
  • 3.4.5 预应力大小对应力释放的影响
  • 3.4.6 比较不同切割位置对混凝土应力释放的影响
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 基于钢筋应力释放法计算分析非对称预应力损失
  • 4.1 概述
  • 4.2 钢筋应力释放法原理
  • 4.3 实例分析
  • 4.3.1 ANSYS 有限元模型建立
  • 4.3.2 非对称预应力荷载作用的计算分析
  • 4.4 本章小结
  • 第五章 室内模型试验研究
  • 5.1 无应力板模型试验研究
  • 5.1.1 试验目的
  • 5.1.2 模型设计及制作
  • 5.1.3 试验方案
  • 5.1.4 试验结果与分析
  • 5.1.5 试验小结
  • 5.2 无粘结预应力空心板模型试验研究
  • 5.2.1 试验目的
  • 5.2.2 模型设计及制作
  • 5.2.3 试验方案
  • 5.2.4 试验结果与分析
  • 5.2.5 小结
  • 第六章 结论与展望
  • 6.1 结论
  • 6.1.1 混凝土应力释放法切割深度的有限元分析结论
  • 6.1.2 基于钢筋应力释放法的非对称预应力损失计算分析结论
  • 6.1.3 无应力状态下混凝土切割与钢筋切割试验结论
  • 6.1.4 无粘结预应力空心板现存应力试验结论
  • 6.2 有待进一步研究的问题
  • 致谢
  • 参考文献
  • 在学期间发表的论著及取得的科研成果
  • 相关论文文献

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