基于损伤相关性的钢筋混凝土简支梁安全性评价方法研究

论文摘要

简支梁具有结构简单、架设方便、工期短造价低、结构内力不受地基变形和温度改变的影响等优点,广泛应用于大型交通工程中,特别是各类中小跨度桥梁多采用这种结构。随着服务时间增长,由于自身设计或施工过程中存在问题造成的先天缺陷,或由于超载、事故或自然腐蚀等造成的后天损伤,许多桥梁逐渐出现钢筋锈蚀、截面破损、混凝土强度下降和裂缝等多种形式的损伤,这些损伤影响桥梁的正常使用或造成塌桥等严重工程事故。因此,研究桥梁典型损伤的危害程度及相互关联性,对于此类桥梁的准确评价或养护方案设计具有重要的指导意义。本文主要围绕典型损伤对钢筋混凝土简支T梁和预应力混凝土简支箱梁的变形和强度的影响展开研究,全文包括三个部分：应用ABAQUS讨论了钢筋锈蚀、混凝土强度下降、混凝土截面缺损以及竖向裂缝四种典型损伤对于两种梁挠度的影响,并将主要损伤进行两两结合分析,探讨其相关性。计算结果表明,竖向裂缝和钢筋锈蚀影响较大,其次是混凝土强度下降,而混凝土截面缺损对挠度影响很小,可以不考虑。应用理论分析法讨论了损伤对于钢筋混凝土简支T梁和预应力混凝土简支箱梁的抗弯承载力以及抗剪承载力的影响。计算结果表明,钢筋锈蚀对于梁的抗弯承载力以及抗剪承载力的影响均较大,混凝土强度下降对梁的抗剪承载力影响较大。基于上述结果,建立两种评价方法,探讨两种方法的优、缺点并给出相应的适用条件。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 桥梁安全性评价的意义
• 1.3 国内外研究现状及评述
• 1.3.1 国内外研究现状介绍
• 1.3.2 国内外研究现状评述
• 1.4 本文主要工作
• 第2章 钢筋混凝土简支梁及其损伤概述
• 2.1 钢筋混凝土桥梁
• 2.1.1 钢筋混凝土结构概述
• 2.1.2 简支钢筋混凝土桥梁的优缺点
• 2.2 预应力混凝土桥梁
• 2.2.1 预应力混凝土结构定义
• 2.2.2 预应力混凝土桥梁的预应力原理概述
• 2.3 钢筋混凝土梁典型损伤描述
• 2.3.1 钢筋锈蚀概述
• 2.3.2 混凝土强度下降概述
• 2.3.3 混凝土截面缺损概述
• 2.3.4 竖向裂缝概述
• 2.4 章末小结
• 第3章 损伤对钢筋混凝土简支T梁的影响及相关性分析
• 3.1 工程概况
• 3.2 钢筋混凝土简支T梁建模
• 3.2.1 ABAQUS软件简介
• 3.2.2 ABAQUS中的钢筋混凝土简支T梁的建立
• 3.3 单一损伤对钢筋混凝土T梁挠度的影响
• 3.3.1 钢筋锈蚀对钢筋混凝土混凝土T梁挠度的影响
• 3.3.2 混凝土强度下降对钢筋混凝土T梁挠度的影响
• 3.3.3 竖向裂缝对钢筋混凝土T梁挠度的影响
• 3.3.4 混凝土截面缺损对钢筋混凝土T梁挠度的影响
• 3.3.5 损伤对钢筋混凝土T梁挠度的影响
• 3.4 钢筋混凝土T梁典型损伤相关性研究
• 3.5 桥梁承载力的概念与意义
• 3.5.1 桥梁承载力的概念
• 3.5.2 评价桥梁承载力的意义
• 3.6 损伤对钢筋混凝土T梁抗弯承载力的影响
• 3.6.1 无损伤情况下钢筋混凝土T梁的抗弯承载力
• 3.6.2 牛荻涛模型
• 3.6.3 钢筋锈蚀对钢筋混凝土T梁的抗弯承载力的影响
• 3.6.4 混凝土强度下降对钢筋混凝土T梁的抗弯承载力的影响
• 3.6.5 混凝土截面缺损对钢筋混凝土T梁的抗弯承载力的影响
• 3.6.6 损伤对钢筋混凝土T梁抗弯承载力的影响小结
• 3.7 损伤对钢筋混凝土T梁的抗剪承载力的影响
• 3.7.1 无损伤情况下钢筋混凝土T梁的抗剪承载力
• 3.7.2 钢筋锈蚀对钢筋混凝土T梁的抗剪承载力的影响
• 3.7.3 混凝土强度下降对钢筋混凝土简支T梁的抗剪承载力的影响
• 3.7.4 损伤对钢筋混凝土简支T梁抗剪承载力的影响小结
• 3.8 损伤对钢筋混凝土简支T梁的影响小结
• 第4章 损伤对预应力混凝土简支箱梁的影响及相关性分析
• 4.1 工程概况
• 4.2 ABAQUS中预应力的建立
• 4.3 单一损伤对预应力混凝土箱梁挠度的影响
• 4.3.1 不同载荷下竖向裂缝对预应力混凝土箱梁挠度的影响
• 4.3.2 不同载荷下钢筋锈蚀对预应力混凝土箱梁挠度的影响
• 4.3.3 不同载荷下混凝土强度下降对预应力混凝土箱梁挠度的影响
• 4.3.4 不同载荷下混凝土截面缺损对预应力混凝土箱梁挠度的影响
• 4.3.5 预应力混凝土箱梁挠度变化小结
• 4.4 预应力混凝土简支箱梁典型损伤相关性研究
• 4.5 损伤对预应力混凝土箱梁抗弯承载力的影响
• 4.5.1 无损伤情况下预应力混凝土箱梁的抗弯承载力
• 4.5.2 钢筋锈蚀对预应力混凝土箱梁的抗弯承载力的影响
• 4.5.3 混凝土强度下降对预应力混凝土箱梁的抗弯承载力的影响
• 4.5.4 混凝土截面缺损对预应力混凝土箱梁的抗弯承载力的影响
• 4.5.5 损伤对预应力混凝土箱梁抗弯承载力的影响小结
• 4.6 损伤对预应力混凝土箱梁的抗剪承载力的影响
• 4.6.1 无损伤情况下预应力混凝土箱梁的抗剪承载力
• 4.6.2 钢筋锈蚀对预应力混凝土箱梁的抗剪承载力的影响
• 4.6.3 混凝土强度下降对预应力混凝土箱梁的抗剪承载力的影响
• 4.6.4 损伤对预应力混凝土箱梁抗剪承载力的影响小结
• 4.7 不同载荷下损伤对预应力混凝土箱梁的影响小结
• 第5章 基于损伤相关性的简支梁安全性评价方法探讨
• 5.1 引言
• 5.2 《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003）相关内容
• 5.3 基于规范以及损伤相关性的扣分评价法
• 5.3.1 评价方法设计
• 5.3.2 算例
• 5.3.3 安全性评价方法评述
• 5.4 基于影响因子以及损伤相关性的扣分评价法
• 5.4.1 评价方法设计
• 5.4.2 算例
• 5.4.3 安全性评价方法评述
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 本文创新点
• 6.3 有待进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢