基于數(shù)值模擬的在役鋼筋混凝土橋梁承載力分析.pdf

1、我國(guó)橋梁眾多，但是隨著時(shí)間的流逝及現(xiàn)代交通量的不斷上升，這些橋梁呈現(xiàn)出各種病害，使得結(jié)構(gòu)的功能不斷退化。在我國(guó)公路橋梁中，以鋼筋混凝土梁橋居多，而病害在該橋型中是最為普遍的。在鋼筋混凝土梁橋長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂。隨著裂縫的發(fā)展，會(huì)使結(jié)構(gòu)的剛度下降，在同等荷載作用下結(jié)構(gòu)撓度變大，而撓度的增加又會(huì)使裂縫發(fā)展的更為迅速，使得結(jié)構(gòu)的使用性能下降，并且很可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在一定的使用期后將成為危橋而面臨損毀、垮塌的危險(xiǎn)，因此必須對(duì)在役的鋼筋混凝

2、土梁橋的承載力進(jìn)行分析。本文的研究工作主要有：
　　(1)本文針對(duì)裂縫這一病害，歸納總結(jié)混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫種類，分析各種裂縫形成機(jī)理及其特征，并選取裂縫中的正裂縫進(jìn)行深入分析。通過(guò)正裂縫的寬度、高度、開(kāi)裂范圍，建立裂縫的特征參數(shù)，根據(jù)截面分析方法計(jì)算各開(kāi)裂段的有效剛度，并求得剛度折減系數(shù)。然后根據(jù)開(kāi)裂范圍，對(duì)不同特征參數(shù)的裂縫分段折減剛度。
　　(2)在對(duì)混凝土空心板的實(shí)體建模中，研究了鋼筋混凝土建模的幾種方法，深入探討混凝土

3、的本構(gòu)關(guān)系模型和破壞準(zhǔn)則及鋼筋的本構(gòu)關(guān)系，研究了鋼筋混凝土模型在開(kāi)裂時(shí)的模擬方式，介紹了solid65單元和link8單元在模擬鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的方法。對(duì)帶裂縫的混凝土空心板進(jìn)行破壞性試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果整理分析求得極限承載力；通過(guò)對(duì)該混凝土空心板的非線性全過(guò)程模擬，對(duì)比了折減不同項(xiàng)后承載力，得到有效的剛度折減方法。將有限元計(jì)算得到的撓度和應(yīng)變隨荷載變化的規(guī)律與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，論證本文采用的對(duì)初始裂縫模擬方法準(zhǔn)確性和合理性。
　　(3)選

4、取一預(yù)應(yīng)力空心板，在建模時(shí)研究初始預(yù)應(yīng)力如何施加，選取不同的裂縫寬度建立模型，進(jìn)行非線性全過(guò)程分析，對(duì)比不同裂縫寬度時(shí)的荷載—撓度曲線和極限承載力，分析得出隨著裂縫寬度的增加，結(jié)構(gòu)的剛度減小，在極限荷載下?lián)隙仍黾?，而裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的極限承載力并沒(méi)有影響。通過(guò)對(duì)帶裂縫的預(yù)應(yīng)力空心板梁進(jìn)行承載能力的非線性分析，對(duì)比不同裂縫寬度下有限元計(jì)算結(jié)果，定性的分析了裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。
　　通過(guò)以上研究的內(nèi)容可知,在模擬初始裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的影響時(shí),采用剛