外贴FRP加固混凝土桥梁的加固效率与可加固性

论文摘要

采用适当的加固措施对在役混凝土桥梁进行加固是解决桥梁结构通行能力不断下降与通行需求持续增长之间矛盾的有效途径，符合我国公路交通的发展战略。本文在总结混凝土桥梁加固技术发展的基础上，主要进行了以下几方面工作： 1．在查阅大量国内外文献的基础上，对混凝土桥梁加固技术的发展现状进行了系统的回顾和总结。 2．提出梯形混凝土非等参单元法改善截面数值积分算法，通过采用材料非线性本构关系衍生函数的解析解，来避免传统方法中的大量数值积分运算。 3．研究了加固后截面相对受压区高度以及恒载初应变对外贴FRP加固RC、PC受弯构件加固效率的影响。提出以FRP片材等效折减系数来考虑PC受弯构件加固后极限状态预应力钢筋效能降低的影响，并结合理论推导和参数分析讨论了系数的取值方法。在此基础上，给出RC、PC构件外贴FRP加固求解FRP用量的显式计算方法。 4．提出适用于具有复杂荷载-变形关系的预应力混凝土、粘贴加固后的钢筋混凝土、预应力混凝土构件的延性指标，该指标可以将不同体系之间的延性评价标准统一起来。 5．加固后构件的延性能力宜满足最低延性能力要求。本文提出以界限延性相对受压区高度来保证加固后构件的延性能力，并给出几种常用的粘贴FRP加固法的界限延性相对受压区高度的建议取值。在此基础上，研究了构件最大可加固空间与截面相对受压区高度、界限延性相对受压区高度之间的关系。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第1章 绪论
• 1.1 桥梁加固改造研究意义
• 1.1.1 我国公路交通建设概况
• 1.1.2 我国公路建设未来发展及路网改造中的既有桥梁加固问题
• 1.2 混凝土桥梁加固技术及可加固性
• 1.2.1 混凝土桥梁加固技术综述
• 1.2.2 加固方法适用性对比分析
• 1.3 外贴法加固混凝土桥梁研究现状及存在的问题
• 1.3.1 研究现状综述
• 1.3.2 存在的问题
• 1.4 本文主要工作
• 第2章 截面数值积分高效算法与程序设计
• 2.1 前言
• 2.2 材料本构关系
• 2.2.1 混凝土本构关系
• 2.2.2 钢筋本构模型
• 2.3 混凝土单元划分与单元内力解析求解
• 2.4 单元生死与初应变
• 2.5 程序流程
• 2.6 算例验证
• 2.7 不同混凝土本构模型的对比分析
• 2.8 小结
• 第3章 外贴FRP加固混凝土受弯构件加固效率研究
• 3.1 概述
• 3.2 基本假设与受弯构件破坏状态控制要素
• 3.3 RC与PC受弯构件外贴FRP加固效率共性影响因素分析
• 3.3.1 截面相对受压区高度的影响
• 3.3.2 初应变的影响
• 3.4 PC受弯构件外贴FRP加固中的等效效能削减
• 3.4.1 问题的提出
• 3.4.2 参数敏感性分析
• 3.4.3 预应力钢筋效能削减效应影响
• 3.4.4 FRP片材等效折减系数
• 3.4.5 试验分析验证
• 3.5 粘贴FRP加固法加固混凝土受弯构件设计用量显式计算方法
• 3.5.1 加固钢筋混凝土受弯构件设计用量显式计算方法
• 3.5.2 加固预应力混凝土受弯构件设计用量显式计算方法
• 3.6 小结
• 第4章 复杂荷载-变形响应下延性指标研究
• 4.1 概述
• 4.2 混凝土受弯构件的传统及改进的延性指标
• 4.2.1 传统延性指标
• 4.2.2 改进的延性与变形指标
• 4.2.3 存在的问题
• 4.3 延性指标的选取
• 4.3.1 延性指标的要素分析
• 4.3.2 变形指标的选取
• 4.3.3 延性指标的非线性始末状态
• 4.3.4 延性指标非线性始末状态的变形能力描述
• 4.3.5 延性指标的无量纲化
• 4.3.6 本文指标物理意义——塑性挠度-跨度比
• 4.4 合理性验证——与传统指标的对比分析
• 4.4.1 钢筋混凝土梁配筋参数与新旧指标对比
• 4.4.2 预应力混凝土梁配筋参数与新旧指标对比
• 4.5 不同荷载-变形体系延性评价标准的统一
• 4.5.1 钢筋混凝土构件与预应力混凝土构件
• 4.5.2 未加固构件与已加固构件评价
• 4.5.3 不同截面形状
• 4.6 小结
• 4.6.1 本文延性指标的特点
• 4.6.2 有待进一步解决的问题
• 第5章 延性能力与混凝土桥梁受弯构件可加固性
• 5.1 既有混凝土桥梁受弯构件加固中的延性问题
• 5.2 FRP片材加固钢筋混凝土受弯构件延性能力研究
• 5.2.1 一般规律
• 5.2.2 钢筋混凝土矩形截面
• 5.2.3 钢筋混凝土T形截面
• 5.3 加固后预应力混凝土受弯构件延性能力研究
• 5.3.1 一般规律
• 5.3.2 预应力混凝土矩形截面
• 5.3.3 预应力混凝土T形截面
• 5.4 混凝土受弯构件的必要延性能力标准的讨论
• 5.4.1 各国规范对比分析
• 5.4.2 必要延性能力标准与加固后截面最大相对受压区高度界限建议
• 5.5 粘贴FRP加固法加固的截面最大受弯承载力增量
• 5.6 外贴法加固混凝土受弯构件可加固性分析
• 5.6.1 可加固性及其两个构成要素
• 5.6.2 外贴加固法的既有构件最大可加固空间
• 5.6.3 外贴FRP片材加固法最大可加固空间
• 5.6.4 对新桥的设计建议
• 5.7 小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 总结
• 6.2 存在的问题与进一步工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果