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[博士]簡支變連續(xù)法加固混凝土梁橋疲勞試驗(yàn)研究
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[博士]簡支變連續(xù)法加固混凝土梁橋疲勞試驗(yàn)研究 學(xué)科專業(yè):結(jié)構(gòu)工程 授予學(xué)位:博士 學(xué)位授予單位:大連理工大學(xué) 學(xué)位年度:2009 對己有損傷的混凝土簡支梁橋采用簡支變連續(xù)非預(yù)應(yīng)力法實(shí)施加固,可有效提高結(jié)構(gòu)體系的承載能力和正常使用性能。由于自重較大的原因,在我國鋼筋混凝土公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范中不考慮控制截面的疲勞驗(yàn)算。但對于后加固的連續(xù)梁體系,中支座截面僅承擔(dān)二期恒載和活荷載所產(chǎn)生的負(fù)彎矩作用,且活荷載效應(yīng)遠(yuǎn)大于二期恒載,中支座截面極易因疲勞而產(chǎn)生破壞。本文以遼寧省交通廳重點(diǎn)科研項(xiàng)目(200514)為研究背景,對簡支變連續(xù)法加固的混凝土梁進(jìn)行一系列疲勞試驗(yàn)研究: (1)通過倒置加載方式,對7根鋼纖維自應(yīng)力混凝土疊合梁進(jìn)行負(fù)彎曲疲勞試驗(yàn)研究。建立了疊合層內(nèi)鋼筋的疲勞方程,提出了鋼纖維自應(yīng)力混凝土疊合梁的疲勞驗(yàn)算方法。試驗(yàn)結(jié)果表明,鋼纖維自應(yīng)力混凝土對疊合梁的裂縫寬度和剛度損失有較強(qiáng)的限制作用,疲勞循環(huán)達(dá)到200萬次時,能夠滿足結(jié)構(gòu)的耐久性能和正常使用性能要求?! ? (2)分別以界面構(gòu)造鋼筋配筋率為。、0.082%和0.164%作參量,對負(fù)彎矩作用下的疊合梁進(jìn)行疲勞性能試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明,構(gòu)造鋼筋可使鋼纖維自應(yīng)力混凝土疊合層與老混凝土梁協(xié)同工作,并可使鋼纖維自應(yīng)力混凝土充分發(fā)揮抗裂性能,從而降低結(jié)構(gòu)面層裂縫的開展,提高結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)的正常使用性能和耐久性能?! ? (3)采用3種混凝土分別對已有損傷的簡支梁進(jìn)行加固,通過疲勞試驗(yàn),研究不同種類混凝土加固的兩跨連續(xù)梁疲勞性能。試驗(yàn)結(jié)果表明,用鋼纖維自應(yīng)力混凝土加固的連續(xù)梁,可使鋼筋應(yīng)力幅、中支座截面曲率及裂縫寬度等得到有效降低。與普通混凝土加固梁相比,經(jīng)10萬次疲勞循環(huán),負(fù)彎矩區(qū)最大裂縫寬度約降低25.0%~32.0% ?! ? (4)以濕接縫接頭界面的橫向構(gòu)造鋼筋配筋率為參量,研究濕接縫接頭界面的疲勞性能。試驗(yàn)結(jié)果表明,橫向構(gòu)造鋼筋可提高濕接縫接頭的疲勞抗剪和抗裂性能,并可間接提高中支座及跨中鋼筋的疲勞抗彎性能,同時降低結(jié)構(gòu)的整體剛度損失。建議工程中提高濕接縫接頭界面的橫向構(gòu)造鋼筋含量,其值不宜小于0.003bh?! ? (5)對鋼纖維自應(yīng)力混凝土加固的兩跨連續(xù)梁進(jìn)行疲勞試驗(yàn),通過與簡支階段無損傷的連續(xù)梁進(jìn)行對比,分析簡支變連續(xù)法加固的連續(xù)梁的疲勞性能。試驗(yàn)結(jié)果表明,簡支階段有損傷和無損傷的兩種連續(xù)梁經(jīng)1000次疲勞循環(huán)后,跨中和中支座鋼筋應(yīng)力幅、跨中截面剛度損失等方面均表現(xiàn)出了較好的一致性。中支座和跨中截面疲勞驗(yàn)算結(jié)果表明,用鋼纖維自應(yīng)力混凝土加固的連續(xù)梁,中支座截面抗彎剛度顯著高于跨中截面,跨中截面內(nèi)力可向中支座調(diào)整,從而提高結(jié)構(gòu)體系的承載能力和抗疲勞性能。
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