【摘要】：我國(guó)江河數(shù)量多分布廣,決定了交通設(shè)施建設(shè)尤其是大跨度橋梁建設(shè)方興未艾。橋梁上的通行汽車特別是大貨車、油罐車等潛在火源,很容易發(fā)生火災(zāi)事故,給橋梁結(jié)構(gòu)安全帶來(lái)極大威脅。然而,目前橋梁結(jié)構(gòu)抗火研究多集中在構(gòu)件層次上,對(duì)大跨度橋梁結(jié)構(gòu)抗火研究很少,故有必要對(duì)此類結(jié)構(gòu)開(kāi)展研究。本文以大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋?yàn)檠芯繉?duì)象,采用統(tǒng)計(jì)及數(shù)值模擬方法,歸納并提出了一套有限元模擬大跨徑PC箱梁橋火損效應(yīng)的分析方法,并對(duì)此類大跨橋梁在不同受火場(chǎng)景下的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能開(kāi)展了深入研究。本文主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:(1)詳細(xì)歸納了大跨徑PC箱梁橋材料的熱力學(xué)特性和相關(guān)結(jié)構(gòu)損傷分析理論,并依據(jù)梁體內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土間相對(duì)溫差變形給出了預(yù)應(yīng)力筋溫差預(yù)應(yīng)力損失量計(jì)算公式,提出了一套有限元模擬大跨徑PC箱梁橋火損效應(yīng)的分析方法。(2)進(jìn)行了混凝土燒損深度、預(yù)應(yīng)力鋼筋強(qiáng)度及其溫差預(yù)應(yīng)力損失量計(jì)算,研究了橋面不同受火部位對(duì)大跨徑PC箱梁橋結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響。研究表明,橋面任意區(qū)域受火后,其受火長(zhǎng)度越長(zhǎng),火荷載作用下的結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)越明顯,對(duì)結(jié)構(gòu)越不利;中跨跨中位置受火,對(duì)橋梁整體的撓度影響最為顯著,實(shí)際工程中應(yīng)高度重視中跨跨中位置受火時(shí)結(jié)構(gòu)的整體安全性;大跨徑PC箱梁橋直接受火區(qū)的截面抗彎承載力削弱最顯著,非直接受火的其他截面承載力也產(chǎn)生了一定程度衰退,但影響不大。(3)研究了不同主跨跨徑下大跨徑PC箱梁橋橋面受火前后結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的變化規(guī)律。從本文工程實(shí)例中可知,同樣的火災(zāi)場(chǎng)景下,主跨跨徑較小的結(jié)構(gòu),預(yù)應(yīng)力鋼筋高溫強(qiáng)度損傷相對(duì)較嚴(yán)重,鋼束預(yù)應(yīng)力損失量相對(duì)較大;同樣的火損作用效應(yīng)下,主跨跨徑較大的結(jié)構(gòu),其力學(xué)響應(yīng)受火荷載影響程度并不顯著。(4)對(duì)不同主跨跨徑的PC箱梁橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行了火災(zāi)后正截面抗彎承載力計(jì)算,對(duì)比研究了不同跨徑PC梁橋的抗彎承載力影響差異情況。研究表明,實(shí)際橋梁受火時(shí),建議優(yōu)先對(duì)跨徑較小且鋼束保護(hù)層厚度小的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重點(diǎn)評(píng)估。本文研究成果對(duì)實(shí)際大跨徑PC箱梁橋火災(zāi)后的結(jié)構(gòu)鑒定與承載力快速評(píng)估具有一定的參考價(jià)值。
【圖文】：

圖 1.1 美國(guó)奧克蘭灣大橋火災(zāi) 圖 1.2 美國(guó)一在建橋火災(zāi)塌毀圖 1.3 美國(guó)某高架橋因樹(shù)林起火 圖 1.4 美國(guó)洲際公路橋起火坍塌2008 年 2 月，福建寧德大橋發(fā)生一起火災(zāi)事故，原因系因易燃物起火，其中大橋多聯(lián)火損嚴(yán)重，混凝土燒損深度已達(dá)主筋位置，截面顯著削弱結(jié)構(gòu)受損嚴(yán)重，帶來(lái)不可估量的破壞損傷，見(jiàn)圖 1.5。

圖 1.1 美國(guó)奧克蘭灣大橋火災(zāi) 圖 1.2 美國(guó)一在建橋火災(zāi)塌毀圖 1.3 美國(guó)某高架橋因樹(shù)林起火 圖 1.4 美國(guó)洲際公路橋起火坍塌2008 年 2 月，福建寧德大橋發(fā)生一起火災(zāi)事故，原因系因易燃物起火，，其中大橋多聯(lián)火損嚴(yán)重，混凝土燒損深度已達(dá)主筋位置，截面顯著削弱結(jié)構(gòu)受損嚴(yán)重，帶來(lái)不可估量的破壞損傷，見(jiàn)圖 1.5。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U441;U447

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張崗;劉天龍;王翠娟;程海鯤;;強(qiáng)度減損下混凝土箱梁預(yù)應(yīng)力高溫?fù)p失分析[J];解放軍理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年04期

2 傅傳國(guó);劉瑋;孔唯一;王玉鐲;;基于升降溫全曲線的鋼筋混凝土梁溫度場(chǎng)分析[J];山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào);2015年04期

3 張崗;程海鯤;王翠娟;劉天龍;;火災(zāi)下預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁抗彎承載力衰變研究[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào);2015年04期

4 張崗;賀拴海;;焰流效應(yīng)下混凝土空心薄壁墩熱力耦合形差與層剝分析[J];中國(guó)公路學(xué)報(bào);2014年11期

5 張崗;王翠娟;宣紀(jì)明;賀拴海;;多肋火災(zāi)下混凝土T形梁橋?qū)嶓w剪力滯比研究[J];橋梁建設(shè);2014年05期

6 馬建;孫守增;楊琦;趙文義;王磊;馬勇;劉輝;張偉偉;陳紅燕;陳磊;康軍;;中國(guó)橋梁工程學(xué)術(shù)研究綜述·2014[J];中國(guó)公路學(xué)報(bào);2014年05期

7 張崗;賀拴海;王翠娟;;焰流效應(yīng)下混凝土空心薄壁墩火溫時(shí)變分布[J];交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào);2014年01期

8 傅傳國(guó);商圣強(qiáng);王玉鐲;李士波;;火災(zāi)下預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土梁抗彎承載力計(jì)算[J];西南交通大學(xué)學(xué)報(bào);2013年04期

9 傅傳國(guó);于德帥;傅煜晨;王玉鐲;;預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土梁火災(zāi)下抗彎承載力計(jì)算[J];山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào);2013年03期

10 張超;李國(guó)強(qiáng);;建筑大空間火災(zāi)模擬及升溫計(jì)算簡(jiǎn)單公式[J];火災(zāi)科學(xué);2012年02期

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1 侯煒;預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)抗火性能研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2014年

2 李世安;火災(zāi)過(guò)程預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋力學(xué)性能分析及災(zāi)后評(píng)價(jià)方法[D];長(zhǎng)安大學(xué);2012年

3 歐陽(yáng)志為;足尺預(yù)應(yīng)力混凝土梁板抗火性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

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1 劉天龍;火災(zāi)下混凝土梁橋有效預(yù)應(yīng)力衰變機(jī)理研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2016年

2 顏俊波;火災(zāi)后混凝土梁橋損傷評(píng)估方法研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2619548