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《长沙理工大学》 2010年
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多跨简支梁桥面修补技术的数值模拟分析

李杏  
【摘要】: 多跨简支梁桥在桥面连续处存在负弯矩,会产生较大的拉应力而使混凝土开裂,需对其进行修补。目前有两种常用的方法:一是将简支梁桥转换为先简支后连续梁桥;二是将开裂处的混凝土清除,换用不同的修补材料。还有一种不常用的方法是不施加预应力,也不进行支座转换,直接将简支梁转换为连续梁桥。 本文针对一个实际的两跨桥面连续简支梁桥的桥面修补工程,详细的研究了各种不同的修补加强方案,对每个方案在不同工况下的受力分析进行了数值模拟。主要工作有: (1)详细考虑了采用钢纤维砼、钢纤维砼+碳布、环氧砼和环氧砼+碳布四种修补方案对负弯矩区域进行桥面修补。整个数值模拟在大型通用商业有限元软件ANSYS中进行,因此较为详细的介绍了所用到的有限元基础理论,特别是对数值模拟中用到的SOLID65单元进行了详细的说明;利用极值原理,给出了车道集中荷载的最不利位置;分析了温度工况和车道荷载工况的相互耦合作用,指出了存在的P?Δ效应。 (2)对本文中刚性路面的这4种修补技术的数值模拟表明,温度荷载工况与车道荷载工况相比,更容易使桥面出现裂缝;因为修补层厚度相对很小,无法有效阻止桥面连续段两端的截面转动,因此偏柔的环氧混凝土修补方案和偏刚的钢纤维混凝土修补方案,不管是否加了碳布,都无法有效阻止桥面连续段路面混凝土在复合工况下的开裂,需要寻找更好的修补方案才能达到好的抗裂效果。 (3)通过将桥面连续简支梁的两梁端之间的空隙进行完全浇注,以达到补强的目的,由于两支座距离较近,通过受力分析表明,这样的补强效果在车道荷载作用下是有效的;但在温度荷载作用下,铺装层仍会出现较大的拉应力导致路面开裂。因此,也不提倡采用这种方法。
【学位授予单位】:长沙理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U445.7

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