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部分预应力高强混凝土连续梁结构行为研究

刘海波  
【摘要】: 随着钢纤维混凝土、高强混凝土的推广使用,其良好的物理力学性能,得到了专业人士的逐步认可。钢纤维掺入混凝土显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能,具有较好的延性;高强混凝土的受力性能、收缩徐变、抗渗及耐磨性能明显优于普通混凝土。这使得钢纤维混凝土、高强混凝土能很好地适应现代铁路、公路桥梁朝着高速、重载、大跨度方向发展的趋势。 结合“部分预应力高强混凝土变截面箱型连续梁结构行为的研究”课题,本论文从试验研究的角度对预应力高强混凝土变截面箱形连续梁的结构行为进行了研究。该课题的主要研究要点包括:部分预应力体系的受力特点、C80高强混凝土的结构行为、中支座区段采用钢纤维混凝土对连续梁受力的影响。 笔者在博士论文中进行了以下几个方面的研究:钢纤维混凝土和高强混凝土的本构行为描述;部分预应力高强混凝土连续梁受力行为分析;钢纤维混凝土的开裂机理;钢纤维混凝土及部分预应力混凝土的极限状态分析;预应力高强钢纤维混凝土连续梁结构行为的数值模拟。 在论文的前两章,主要进行了钢纤维混凝土、高强混凝土的研究历史和发展现状回顾,并对混凝土的本构模型进行了探讨、描述;根据已有的研究成果,综合钢纤维混凝土和高强混凝土材料基本力学性能特点,选用适合本课题的混凝土本构模型。在论文的第三章,介绍了试验梁的设计、主要试验结果,对比分析了PPR值、钢纤维掺加与否以及混凝土强度对试验梁的受力行为的影响。在论文的第四章和第五章,详细分析了钢纤维对混凝土初裂及裂缝宽度的控制机理、裂缝宽度的计算方法以及钢纤维混凝土截面的抗弯承载能力计算方法;分析了部分预应力混凝土梁的抗弯性能、内力分布和抗弯承载能力。 在论文的最后部分,采用条带法分析了试验梁的全过程非线性行为,建立了适合预应力箱型结构的计算模型与计算方法,较成功地模拟了试验梁的受力全过程,数值分析结果与试验结果吻合良好;综合分析了试验结果和数值分析结果,为部分预应力高强混凝土在桥梁中的应用提供了可供参考的依据。


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