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钢筋混凝土梁桥受力性能的敏感性分析及应用研究

王长山  
【摘要】: 在对钢筋混凝土梁桥进行承载力评定的方法中,荷载试验法的可信度最高,但这种方法费时费力,代价高昂,而且在试验过程中,需要封闭交通。本文探讨了一种能够部分或全部代替荷载试验的方法,即根据桥梁无损检测数据,运用有限元分析软件ANSYS模拟钢筋混凝土梁桥的荷载试验,进而对其承载能力和运营状态进行评价。 主要内容和结论如下: 1.研究了钢筋混凝土非线性有限元理论和ANSYS中用于模拟混凝土的Solid65单元,并推导了钢筋混凝土单元刚度矩阵和整体刚度矩阵,据此得出在钢筋混凝土结构模拟过程中的各种影响参数。 2.在分析钢筋混凝土梁试验数据的基础上,运用ANSYS对其受力状态进行模拟,据此提出参数确定方法。本文运用ANSYS对一片钢筋混凝土试验梁在各荷载等级下的挠度和应变进行模拟,将模拟值和试验值进行对比,发现模拟应变值和实测应变值较为接近,而模拟挠度值和实测挠度值差别较大。本文就影响刚度大小的因素进行分析,得出混凝土强度和钢筋的面积对模型的刚度有较大影响,而其它参数对刚度的影响较小。根据分析结果,本文提出一种参数确定方法,即在不同的受力阶段,采用不同的参数模拟钢筋混凝土结构的受力情况,根据钢筋混凝土结构的损伤情况确定强度折减系数和加强系数,并最终确定参数的取值。这种方法在弹性阶段可以得到相对准确的结果。 3.结合某钢筋混凝土简支板梁桥的荷载试验,运用本文提出的参数确定方法,对其进行数值模拟,得到的模拟结果和实桥试验结果较为吻合,表明运用有限元分析软件ANSYS模拟钢筋混凝土梁桥的荷载试验是基本可行的。


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