本文以鋼管混凝土拱橋?yàn)橹饕芯繉?duì)象,通過(guò)理論分析、模型試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)相結(jié)合的手段,探討了鋼管混凝土拱橋中發(fā)生脫空現(xiàn)象的檢測(cè)方法和預(yù)防措施。對(duì)實(shí)際工程中鋼管混凝土脫空現(xiàn)象的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)防做出進(jìn)一步的研究,驗(yàn)證了本文理論體系的實(shí)用性,對(duì)推動(dòng)工程實(shí)際應(yīng)用起到指導(dǎo)性作用。（1）針對(duì)鋼管混凝土的脫空現(xiàn)象,分析溫度梯度、混凝土的收縮效應(yīng)和膨脹劑對(duì)鋼管混凝土脫空的影響,并基于OPENSEES進(jìn)行鋼管混凝土界面的計(jì)算分析,建立的偏心受壓下的鋼管混凝土柱強(qiáng)度模型,運(yùn)用到鋼管混凝土拱橋的安全受力評(píng)估中。（2）在鋼管混凝土第一類缺陷的超聲波檢測(cè)中通過(guò)反演算法—迭代重建算法（SIRT）,繪制鋼管混凝土的超聲CT圖像,基于超聲對(duì)測(cè)法的聲時(shí)分布色譜圖達(dá)到定量檢測(cè)缺陷的目的;針對(duì)鋼管混凝土第二類缺陷。沿繞射脫空缺陷傳播,為超聲對(duì)測(cè)法定量檢測(cè)脫空區(qū)范圍提供了條件。（3）采用迭代法進(jìn)行內(nèi)置栓釘鋼管混凝土脫空的界面損傷計(jì)算,分析考慮了鋼管內(nèi)含膨脹劑的混凝土收縮、溫度效應(yīng),基于ABAQUS軟件建立了精細(xì)化數(shù)值有限元模型,對(duì)內(nèi)置栓釘鋼管混凝土脫空后,鋼管混凝土法向受力特性的進(jìn)行研究分析;在鋼管混凝土構(gòu)件的鋼管內(nèi)壁上設(shè)置栓釘（... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

界面邊緣類脫空

??＿皇??圖２－?２鋼管混凝土有限元模型（１４＿）?圖２－?３施加溫度梯度后的鋼管混凝土截面有限元模型??在設(shè)計(jì)溫度梯度作用下，混凝土中出現(xiàn)主拉應(yīng)力為〇．８４ＭＰａ。??在設(shè)計(jì)溫度梯度作用下，鋼管與混凝土界面的第一主應(yīng)力為〇．２８４ＭＰａ。?依據(jù)文獻(xiàn)［２５］??的試驗(yàn)研究結(jié)果，鋼管與混凝土的界面法向粘結(jié)強(qiáng)度為〇．８６ＭＰａ。依據(jù)以上分析，則鋼管與??混凝土的界面在設(shè)計(jì)溫度梯度下不發(fā)生脫空。??２．１．４厚度１４ｍｍ鋼管的分析??建立同樣的有限元數(shù)值模型，具體分析結(jié)果參見(jiàn)以下描述。分析１４＿的鋼管計(jì)算結(jié)果，??其結(jié)論與１６ｍｍ鋼管厚度模型類似，不再贅述。??總結(jié)１４＿和１６＿厚的鋼管混凝土截面溫度應(yīng)力分析可以得到以下結(jié)論：在規(guī)范給定??的鋼管混凝土溫度梯度作用下，鋼管與混凝土界面不發(fā)生脫空。??２．２混凝土收縮對(duì)鋼管混凝土脫空的影響分析??２．２．１混凝土收縮的數(shù)值模擬方法??根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)將收縮應(yīng)變用對(duì)數(shù)函數(shù)進(jìn)行擬合的計(jì)算公式為??＾?（？）?＝?－１９４．８９３?＋?８２．６１９１ｎ（？?＋?ｌ）?（２－１）??根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)按ＣＥＢ／ＦＩＰＭＣ９０模式擬合的徐變系數(shù)計(jì)算公式為??廠?￣｜〇?？??翁?８．３，ｄ（ｊ?（２－２）??根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)按ＡＣＩ２０９?（８２）模式擬合的徐變系數(shù)計(jì)算公式為??外＋識(shí)味４忐丄（２－３）??以上公式為同類型鋼管混凝土收縮徐變的計(jì)算［２７］提供了參考。??６??

降溫１５°Ｃ。??２．２．２混凝土收縮影響分析??具體有限元模型參見(jiàn)圖２－４。??痛??賺??－１５?－１１．６６７?－２．３３３?－５?－ｌ．＃￣??－１３．３３３?－１０?－＃?叮叮??－３．３３３?０??圖２－４混凝土降溫后的鋼管混凝土截面有限元模型??由于１６ｍｍ和１４ｍｍ厚鋼管的溫度變化計(jì)算結(jié)果接近，分析鋼管與混凝土界面應(yīng)力可以??看出：鋼管與混凝土界面第一主應(yīng)力最大為０．９５Ｍｐａ，大于鋼管與混凝土的界面法向粘結(jié)強(qiáng)??度０．８６Ｍｐａ，所以會(huì)發(fā)生脫空現(xiàn)象。??實(shí)際工程中鋼管與混凝土首先發(fā)生脫空，當(dāng)鋼管與混凝土脫空后混凝土將處于無(wú)約束自??由收縮狀態(tài)，混凝土的應(yīng)力不會(huì)達(dá)到數(shù)值模擬出現(xiàn)這么大的值，從而導(dǎo)致實(shí)際工程中混凝土??的主應(yīng)力會(huì)低于混凝土的抗拉強(qiáng)度［２８］。??２．３膨脹劑對(duì)鋼管混凝土脫空的影響分析??參考文獻(xiàn)［２９］的研宄成果，添加微膨脹劑后，鋼管混凝土的拉應(yīng)變?cè)冢保堤鞎r(shí)能達(dá)到６０ｓｐ。??具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果參見(jiàn)圖２－５。??７??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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