預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)抗火性能研究.pdf_第1頁(yè)
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1、近年來(lái),隨著交通量的迅猛增加以及運(yùn)輸工具的多樣性,橋梁火災(zāi)事故頻頻發(fā)生,運(yùn)輸易燃易爆物品的車輛日漸增多,交通事故和人為原因引起的橋梁火災(zāi)成為交通基礎(chǔ)設(shè)施新的威脅。火災(zāi)作為橋梁的偶然荷載,對(duì)結(jié)構(gòu)造成不可估量的破壞,輕者勢(shì)必影響交通質(zhì)量,造成人身傷亡和經(jīng)濟(jì)損失,重者可造成橋梁永久破壞與坍塌。目前關(guān)于橋梁火災(zāi)的研究主要集中在火災(zāi)下預(yù)應(yīng)力混凝土(以下簡(jiǎn)稱“PSC”)結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土(以下簡(jiǎn)稱“RC”)結(jié)構(gòu)整體及局部抗火性能,涉及火災(zāi)后RC整體及

2、局部抗火性能較少,對(duì)于火災(zāi)后PSC結(jié)構(gòu)的抗火性能研究更少。
  本文以國(guó)家自然科學(xué)基金“火災(zāi)下混凝土橋梁有效預(yù)應(yīng)力衰變機(jī)理與承載能力分析方法研究(51308056)”;交通運(yùn)輸部交通建設(shè)科技項(xiàng)目“火災(zāi)下橋梁結(jié)構(gòu)災(zāi)變機(jī)理及安全性評(píng)價(jià)與加固技術(shù)研究(2011318812970)”為依托,針對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土箱型梁橋整體抗火性能,以模型試驗(yàn)結(jié)合數(shù)值模擬進(jìn)行了系統(tǒng)研究。主要研究工作有:
  基于各規(guī)范、學(xué)者的調(diào)研,對(duì)高溫作用后預(yù)應(yīng)力混凝

3、土材料的強(qiáng)度、彈性模量及本構(gòu)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算模型的整理與分析,并對(duì)使用率高的計(jì)算模型進(jìn)行分階段選取、分布擬合的方法獲得高溫作用后預(yù)應(yīng)力混凝土材料各力學(xué)性能指標(biāo)(強(qiáng)度、彈性模量及本構(gòu)關(guān)系)的擬合計(jì)算模型。
  對(duì)3片試驗(yàn)梁(對(duì)比梁PSB-1、無(wú)防火涂層試驗(yàn)梁PSB-2、有防火涂層試驗(yàn)梁PSB-3)進(jìn)行火災(zāi)下及火災(zāi)后的模型試驗(yàn)研究。基于火災(zāi)下試驗(yàn)梁的溫度場(chǎng)、位移時(shí)程及預(yù)應(yīng)力損失等數(shù)據(jù)分析,揭示了防護(hù)涂層對(duì)PSC結(jié)構(gòu)抗火性能的影響程度?;?/p>

4、火災(zāi)后試驗(yàn)梁的位移、應(yīng)變及剛度、頻率等數(shù)據(jù)分析,給出了PSC結(jié)構(gòu)火災(zāi)后的剩余承載能力及動(dòng)力特性狀況。
  通過(guò)測(cè)定混凝土試塊高溫后的抗壓強(qiáng)度,并對(duì)比未受高溫的試塊,研究了膨脹型防火涂料不同厚度對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)作用,給出了強(qiáng)度折減的經(jīng)驗(yàn)公式。通過(guò)對(duì)受火梁按由底至頂及燒損深度的方法來(lái)測(cè)定混凝土強(qiáng)度,計(jì)算混凝土強(qiáng)度值,揭示了受火后混凝土強(qiáng)度沿梁高及燒損深度的變化規(guī)律。
  研究分析了EUROCODE、ASTM-E119、JI

5、S A1304及ISO834等多種火災(zāi)升溫計(jì)算模型,明確了火災(zāi)分析采用的升溫模型和理論計(jì)算方法,通過(guò)對(duì)比火災(zāi)過(guò)程中結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù),揭示了結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)由外至內(nèi)的熱傳導(dǎo)規(guī)律,并運(yùn)用大型通用軟件建立有限元模型,進(jìn)行溫度場(chǎng)的非線性分析,通過(guò)與實(shí)測(cè)值對(duì)比,驗(yàn)證了模型的正確性。
  運(yùn)用大型通用有限元分析軟件對(duì)3片試驗(yàn)梁進(jìn)行模擬,通過(guò)設(shè)定材料不同的本構(gòu)關(guān)系,并依照試驗(yàn)的邊界條件建立有限元模型,模擬試驗(yàn)梁在荷載作用下的撓曲變形、混凝土應(yīng)變以

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