普通钢筋砼桥梁结构应力测评方法的探讨与研究

论文摘要

改革开放以来,我国经济建设飞速发展,人民生活水平不断提高,交通等基础设施建设的开展也如火如荼。桥梁作为交通枢纽,发挥着越来越重要的作用,已成为地区经济发展的纽带。随着我国社会经济和交通运输事业的快速发展,我国公路桥梁事业的发展也异常迅速,一方面新建桥梁越来越多,另一方面既有的许多桥梁已逐渐进入了养护维修阶段。桥梁是公路交通的咽喉,其承载能力和通行能力又是控制全线的关键。因此,如何检验、评定旧桥(及新建桥梁)承载能力,进行维修、加固、补强以提出提高桥梁承载等级的有效方法等问题的研究、试验和实践推广,已引起了世界性的关注,所以,如何快速、准确、科学地对旧桥及新建桥梁的技术状况和承载能力进行评价已成为桥梁工程重要的研究领域,这其中普通钢筋混凝土桥梁结构是桥梁结构的主要形式之一,且数量众多。本文从现行桥梁试验检测方法存在的不足出发,结合普通钢筋混凝土结构相关理论提出一种在不对结构造成损伤的情况下测试主筋应力,进而得到结构的应力状态的测试方法,并首先对其方法的相关理论基础进行了分析,然后通过模型试验和实桥检测实例来对本方法的可行性进行了对比和验证。本文的主要研究工作包括:结合钢筋砼结构基本假定、换算截面及应力应变分析等理论,对结构处于不同阶段时的截面应力应变关系进行了分析,明确了桥梁荷载试验所对应的结构受力阶段,重点讨论了第Ⅲa阶段和第II阶段的结构分析,并以双筋矩形截面为例推导了计算分析公式,从而推导出桥梁荷载试验所对应结构阶段的混凝土表面名义应变与钢筋应力(应变)之间的关系式;通过建立起的混凝土表面名义应变与钢筋应力(应变)之间的关系,提出一种在不对结构造成损伤的情况下得到结构主筋的应力状态的测试方法,即直接通过测试混凝土的表面名义应变来测定钢筋应力;对已有试验梁裂缝间距资料进行了统计分析,为模型试验和实桥工程实例提供了合理的测试标距,通过模型试验验证了采用本文提出的测试方法测得的应变能很好地符合平截面假定;分别通过模型试验和实桥工程实例验证了本文应力测试方法的正确性及可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 桥梁结构承载力鉴定、评价的意义
• 1.2 国内外桥梁结构承载力评定的研究状况综述
• 1.3 论文的选题背景
• 1.4 本文主要研究内容
• 第二章 普通钢筋砼桥梁结构现有测评方法的分析和探讨
• 2.1 引言
• 2.2 静载试验现有测评方法的分析和探讨
• 2.2.1 静载试验综述
• 2.2.2 静载试验测试方法及其不足
• 2.2.3 静载试验现有评价方法
• 2.3 本章小结
• 第三章 普通钢筋混凝土结构相关理论
• 3.1 钢筋混凝土结构的基本概念
• 3.2 钢筋混凝土结构计算分析理论中的基本假定
• 3.2.1 平截面假定
• 3.2.2 不考虑混凝土的抗拉强度
• 3.2.3 材料的本构关系
• 3.3 结构分析方法
• 3.3.1 截面分析的一般方法
• 3.3.2 受弯构件正截面受力全过程力学性能分析
• 3.4 受弯构件第Ⅲa 阶段分析
• 3.4.1 第Ⅲa 阶段分析的基本原则
• 3.4.2 双筋矩形截面受弯构件第Ⅲa 阶段分析
• 3.5 受弯构件第Ⅱ 阶段分析
• 3.5.1 第Ⅱ 阶段分析的基本原理
• 3.5.2 换算截面
• 3.5.3 双筋矩形截面受弯构件第Ⅱ 阶段分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 模型试验及数据分析
• 4.1 普通钢筋砼结构应力测试新方法的探讨与提出
• 4.2 受荷裂缝间距分析及钢片测试标距的确定
• 4.3 模型设计原则及方案
• 4.3.1 模型设计依据
• 4.3.2 试验模型设计
• 4.4 测试模型介绍
• 4.4.1 加载方案设计
• 4.4.2 测点布置及测试过程
• 4.4.3 静态测试系统
• 4.5 试验结果分析
• 4.5.1 试验概述
• 4.5.2 截面应力应变分析
• 4.6 本章小节
• 第五章 实桥工程静载试验检验
• 5.1 概况
• 5.2 试验目的
• 5.3 试验内容
• 5.3.1 试验桥跨、测试截面及测点布置
• 5.3.2 试验荷载及加载工况
• 5.3.3 应力检测结果及分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间的科研成果及发表的论著