本文選題：鋼筋混凝土簡支梁　切入點(diǎn)：病害　出處：《東南大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：橋梁作為公路交通咽喉,其安全暢通對(duì)整個(gè)路網(wǎng)乃至一個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展都有著至關(guān)重要的意義。混凝土梁式橋是公路上使用最常見的一類橋梁結(jié)構(gòu),也是修建時(shí)間較長、數(shù)量較多、分布地區(qū)很廣的一種橋梁。在服役過程中,隨著交通量的逐年增長,加上橋梁受環(huán)境因素影響以及本身的老化、破損等,橋梁結(jié)構(gòu)的各類損傷、病害如何考慮,對(duì)其承載能力和正常使用狀況(撓度)的影響如何分析,目前仍缺乏精確有效的評(píng)價(jià)方法。本文以公路橋梁典型病害及承載能力評(píng)價(jià)為出發(fā)點(diǎn),應(yīng)用有限元軟件Midas以及經(jīng)驗(yàn)理論推導(dǎo)公式,針對(duì)在役鋼筋混凝土梁橋展開研究,論文主要研究內(nèi)容如下：(1)本文首先對(duì)混凝土梁式橋的病害進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研及系統(tǒng)分類,為實(shí)現(xiàn)病害調(diào)查工作的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化奠定了基礎(chǔ),為承載能力的量化提供理論依據(jù)和基礎(chǔ)。(2)基于混凝土碳化和鋼筋銹蝕的退化模型,以碳化深度與時(shí)間之間的關(guān)系為紐帶,通過Matlab編程求解,繪制了碳化深度與材料強(qiáng)度、鋼筋截面面積之間的關(guān)系圖,并計(jì)算得到不同碳化深度下的混凝土抗壓強(qiáng)度和彈性模量、鋼筋截面銹蝕率和屈服強(qiáng)度、以及混凝土和鋼筋之間粘結(jié)能力的改變,為建立有損橋梁有限元分析模型奠定了基礎(chǔ)。(3)應(yīng)用Midas有限元軟件,對(duì)材料強(qiáng)度和鋼筋截面面積進(jìn)行折減,模擬損傷,建立不同碳化深度下的有損橋梁有限元分析模型,并建立有損橋梁承載力計(jì)算方法。有限元模擬荷載試驗(yàn),由不同損傷橋梁模型中提取撓度值,研究鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在荷載工況下的變形規(guī)律,最后擬合了以碳化深度為因變量的結(jié)構(gòu)撓度和承載能力之間的關(guān)系表達(dá)式。(4)基于橋梁實(shí)測彎曲裂縫的統(tǒng)計(jì)參數(shù),通過建立截面平衡方程,迭代計(jì)算,從而得到開裂區(qū)段剛度折減系數(shù)。設(shè)置裂縫寬度與裂縫位置,通過剛度折減建立有損鋼筋混凝土簡支梁橋的有限元模型,基于有限元模型進(jìn)一步分析不同裂縫寬度、不同裂縫位置對(duì)于橋梁最大撓度值的影響。最后基于一座實(shí)橋的裂縫檢測情況,分別按照本文方法與規(guī)范方法計(jì)算剛度折減系數(shù),建立有限元分析模型進(jìn)行對(duì)比,以期對(duì)規(guī)范提出一些有益的建議。
[Abstract]:As the throat of highway traffic, bridge is of great significance to the economic and social development of the whole road network and even a region.Concrete beam bridge is the most common type of bridge structure used in highway. It is also a kind of bridge with long construction time, large quantity and wide distribution area.In the service process, with the increase of traffic volume year by year, as well as the influence of environmental factors on the bridge and its own aging, damage, and so on, the damage of bridge structure, how to consider the disease,At present, there is still a lack of accurate and effective evaluation method to analyze the influence of its bearing capacity and normal service condition (deflection).Based on the evaluation of typical disease and bearing capacity of highway bridge, this paper applies the finite element software Midas and empirical theory to deduce the formula, and carries out the research on the in-service reinforced concrete beam bridge.The main contents of this paper are as follows: (1) in this paper, the diseases of concrete beam bridges are investigated in detail and systematically classified, which lays a foundation for the standardization and standardization of disease investigation.Based on the degradation model of concrete carbonization and steel corrosion, the relationship between carbonation depth and time is taken as the link, and the carbonation depth and material strength are plotted by Matlab programming.The relation diagram of the section area of steel bar is given, and the compressive strength and elastic modulus of concrete under different carbonization depth, the corrosion rate and yield strength of steel bar section, and the change of bond ability between concrete and steel bar are calculated.In order to establish the finite element analysis model of lossy bridge, the finite element analysis model of lossy bridge is established. The finite element analysis model of lossy bridge under different carbonization depth is established by using Midas finite element software to reduce the material strength and the section area of steel bar, and to simulate the damage.A method for calculating the bearing capacity of damaged bridges is established.In the finite element simulation load test, the deflection values are extracted from different damaged bridge models to study the deformation law of reinforced concrete structures under load conditions.Finally, the relation expression between deflection and bearing capacity of structure with carbonation depth as dependent variable is fitted. Based on the statistical parameters of measured bending cracks of bridge, the equilibrium equation of section is established and calculated iteratively.The stiffness reduction coefficient of cracking section is obtained.By setting crack width and crack position, the finite element model of damaged reinforced concrete simply supported beam bridge is established by stiffness reduction. Based on the finite element model, the influence of different crack width and crack position on the maximum deflection of the bridge is further analyzed.Finally, based on the crack detection of a real bridge, the stiffness reduction coefficient is calculated according to the present method and the code method, and the finite element analysis model is established and compared, in order to put forward some useful suggestions to the code.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U445.71

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本文編號(hào)：1715076