基于截面应力状态的预应力混凝土桥梁使用性能评价方法

论文摘要

预应力混凝土梁式桥作为我们国家的主要桥型,近些年来发展迅速。但是该类桥梁运营多年之后,出现了如预应力损失过大,梁体出现裂缝,跨中下挠过大等许多问题,直接影响到桥梁的耐久性与安全性能。目前国内对于预应力缺损后的桥梁使用性能评价方法的研究较少。本文结合西部交通建设科技项目“大、中跨径混凝土桥梁预应力检测技术研究”中子课题“预应力筋有效预应力检测技术研究”,从截面应力状态入手,通过应力释放法获得结构关键截面应力状态,从而得到实测应力状态下结构测试断面预加力合力大小以及合力偏心距,进一步对桥梁使用性能进行评价。对于单层预应力钢束结构,通过单点应力释放并引入“应力恒值点”获取截面应力状态；对于多层钢束结构,采用线性函数拟合的方法获取截面应力状态,结合实测应力状态给出结构开裂前后的预加力合力计算方法。研究了预弯矩沿程分布规律,给出了不同预应力体系下有限截面测试预测沿程预加力合力的方法。针对开裂前后结构,给出相应的使用性能评价方法,并以某预应力混凝土简支变连续T梁桥为依托工程进行仿真分析,对其在不同预应力缺损程度下的使用性能进行评价。本文结合现有检测手段,提出了一套针对预应力混凝土梁式桥使用性能的评价方法,可为同类桥梁预应力缺损后的使用性能评价提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 预应力混凝土桥梁的病害特征
• 1.2 预应力混凝土梁桥病害机理
• 1.3 预应力损失的原因
• 1.3.1 引起预应力损失的主要因素
• 1.3.2 预应力损失的分类
• 1.4 预应力缺损后预应力混凝土梁桥评价研究现状
• 1.5 本文研究目的及主要内容
• 第二章 截面应力状态的测试原理
• 2.1 在建预应力混凝土桥梁截面应力状态的测试方法
• 2.1.1 光纤光栅传感器法
• 2.1.2 超声压力波法
• 2.2 在役预应力混凝土桥梁截面应力状态的测试方法
• 2.2.1 普通钢筋应力释放
• 2.2.2 混凝土应力释放
• 2.3 在役预应力混凝土桥梁有效预应力检测方法
• 2.3.1 有效刚度法检测有效预应力
• 2.3.2 静力法检测有效预应力
• 2.4 基于截面应力释放法确定截面应力状态
• 2.4.1 单层预应力束结构应力状态
• 2.4.2 应力恒值点的验证
• 2.4.3 多层预应力束结构应力状态
• 2.5 截面预加力合力计算
• 2.6 本章小结
• 第三章 在役预应力混凝土桥梁使用性能评价理论
• 3.1 结构开裂前评价方法
• 3.2 结构开裂后评价方法
• 3.2.1 基于受压区混凝土的应力评价方法
• 3.2.2 基于开裂截面裂缝宽度限值的评价方法
• 3.3 基于关键截面应力释放的全桥预应力效应沿程预测
• 3.3.1 沿程预加力合力的预测模式
• 3.3.2 有效预加力沿程模拟方法
• 3.4 本章小结
• 第四章 实桥仿真分析
• 4.1 工程简介
• 4.2 基于预应力衰减的实桥评价
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 主要结论及研究成果
• 5.2 进一步研究展望
• 参考文献
• 攻读学位期间参与课题及发表论文
• 致谢