【摘要】：交通設施是國家經(jīng)濟和社會發(fā)展的基礎工程,其中橋梁是保障交通正常運行的關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)。在長期的運行中,橋梁結(jié)構(gòu)經(jīng)受不同的外荷載和環(huán)境的共同作用,導致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同類型和程度的損傷,往往需要進行加固維修來維持其正常使用狀態(tài)或延長其使用壽命。但是加固后的橋梁結(jié)構(gòu)仍然遭受車輛荷載和環(huán)境侵蝕,加固后結(jié)構(gòu)的耐久性劣化及疲勞壽命需得到廣泛關(guān)注。因此開展環(huán)境侵蝕作用下橋梁結(jié)構(gòu)加固模型疲勞試驗研究,對于完善橋梁加固的耐久性,確保橋梁的運行安全,延長加固橋梁的使用壽命具有重要的實際意義。本文針對疲勞損傷大尺寸預應力空心板梁(構(gòu)件),采用粘碳纖維布和粘鋼板兩種加固方法,針對碳化和凍融循環(huán)的侵蝕作用,開展橋梁加固結(jié)構(gòu)耐久性劣化試驗及其疲勞特性試驗,主要工作如下:(1)對粘碳纖維布和鋼板兩種加固方法的構(gòu)件開展動靜載試驗,分析了粘碳纖維布與粘鋼板兩種加固方法的加固效果。(2)針對不同加固方法和不同環(huán)境侵蝕劣化的試驗板,開展了疲勞試驗。(3)總結(jié)了加固構(gòu)件在受到環(huán)境侵蝕后的撓度、應變、動態(tài)位移、基頻和阻尼隨疲勞過程的變化規(guī)律,揭示了加固構(gòu)件在環(huán)境侵蝕作用下疲勞耐久性衰退機理。(4)對比分析了不同環(huán)境侵蝕作用下同一加固方法以及同一環(huán)境作用下不同加固方法加固構(gòu)件的疲勞特性,總結(jié)了加固方法和侵蝕因素對橋梁結(jié)構(gòu)疲勞特性的影響。(5)分析了環(huán)境侵蝕作用下加固構(gòu)件疲勞次數(shù)與撓度變化之間的關(guān)系,得到了疲勞次數(shù)與撓度增加系數(shù)二者之間的相關(guān)關(guān)系。環(huán)境侵蝕作用下橋梁結(jié)構(gòu)加固模型疲勞試驗研究能夠?qū)p傷加固橋梁加固方案的確定、認識加固構(gòu)件耐久性劣化機理、加固橋梁的檢測評價與壽命預測提供一定的理論支撐。
[Abstract]:Transportation facilities are the basic engineering of national economic and social development, among which bridge is the key structure to ensure the normal operation of traffic. In the long-term operation, the bridge structure is subjected to different external loads and environment, resulting in different types and degrees of damage to the structure, it is often necessary to carry out reinforcement and maintenance to maintain its normal service state or prolong its service life. However, the strengthened bridge structure is still subject to vehicle load and environmental erosion, and the durability deterioration and fatigue life of the strengthened bridge structure need to be paid more attention. Therefore, it is of great practical significance to study the fatigue test of bridge structure strengthening model under the action of environmental erosion to improve the durability of bridge reinforcement, ensure the safety of bridge operation and prolong the service life of strengthened bridge. In this paper, aiming at fatigue damage large size prestressed hollow slab beams (members), two reinforcement methods, viscous carbon fiber sheet (CFRP) and bonded steel plate, are adopted to deal with the erosion effect of carbonization and freeze-thaw cycle. The main work of this paper is as follows: (1) the static and dynamic load tests are carried out on the members of the two reinforcement methods, the viscous carbon fiber sheet and the steel plate. In this paper, the effect of two reinforcement methods, carbon fiber sheet and steel plate, is analyzed. (2) fatigue tests are carried out for the test plates with different strengthening methods and different environmental erosion degradation. (3) the deflection and strain of the strengthened members after environmental erosion are summarized. The variation of dynamic displacement, fundamental frequency and damping with fatigue process, The fatigue durability degradation mechanism of strengthened members under environmental erosion is revealed. (4) the fatigue characteristics of members strengthened with the same reinforcement method under different environmental erosion and with different strengthening methods under the same environment are analyzed. The effects of strengthening methods and erosion factors on fatigue characteristics of bridge structures are summarized. (5) the relationship between fatigue times and deflection changes of strengthened members under environmental erosion is analyzed. The correlation between fatigue times and deflection increase coefficient is obtained. The fatigue test study of bridge structure strengthening model under the action of environmental erosion can provide certain theoretical support for the determination of the bridge strengthening scheme, the understanding of the durability deterioration mechanism of the strengthened members, the detection, evaluation and life prediction of the strengthened bridge.
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U446.1

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本文編號：2173148