預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁壽命期結(jié)構(gòu)整體性能退化分析.pdf

1、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁，由于其具有造價(jià)低、使用壽命長、維修工作量小等優(yōu)點(diǎn)，在世界各國的鐵路、公路橋梁建造中得到廣泛的應(yīng)用。然而近年來預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的病害越來越突出，高額的維修費(fèi)用已引起世人的關(guān)注。橋梁結(jié)構(gòu)是有一定壽命的，從施工開始一刻起，施工方法、過程以及各種與時(shí)間相關(guān)的作用對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響不可忽略，因此實(shí)際結(jié)構(gòu)的極限承載力和使用性能在壽命期內(nèi)也是變化的。論文作為西部項(xiàng)目“橋梁工程全壽命設(shè)計(jì)理論與方法”的子課題之一，主要就預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁在

2、壽命期內(nèi)的性能演變規(guī)律進(jìn)行研究，為建立橋梁全壽命設(shè)計(jì)方法提供依據(jù)。 為了把握鋼筋銹蝕造成的耐久性損傷對混凝土結(jié)構(gòu)性能的影響，首先進(jìn)行了鋼筋銹蝕對周圍局部混凝土影響的比較分析。論文分別采用彈性力學(xué)方法、斷裂力學(xué)方法和有限元方法?？紤]到預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的受力特性，論文采用4種預(yù)壓應(yīng)力比較鋼筋銹蝕過程中銹脹對周圍混凝土應(yīng)力場的影響，得到了預(yù)壓應(yīng)力變大有助于延緩混凝土被脹裂的結(jié)論。 服役后存在耐久性損傷橋梁的承載能力下降的原因，

3、是混凝土剝落導(dǎo)致粱體截面損失、鋼筋銹蝕、鋼筋與混凝土之間粘結(jié)應(yīng)力損失。論文分別對三個(gè)因素進(jìn)行了分析。對粘結(jié)應(yīng)力損失導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力進(jìn)行了分析，得到隨著剩余粘結(jié)應(yīng)力的減少，結(jié)構(gòu)極限承載能力下降且破壞形態(tài)由延性變?yōu)榇嘈缘慕Y(jié)論。為了分析鋼筋銹蝕和混凝土剝落對整體結(jié)構(gòu)的影響，選擇具有代表性的3跨連續(xù)試驗(yàn)梁進(jìn)行極限承載力的力學(xué)性能推演，計(jì)算了4種退化損傷情況，分別得到荷載-位移曲線，控制斷面處混凝土單元、普通鋼筋單元和預(yù)應(yīng)力筋單元的荷載-應(yīng)力應(yīng)變

4、曲線。驗(yàn)證了實(shí)際橋梁隨著結(jié)構(gòu)服役時(shí)間的增大，結(jié)構(gòu)損傷的增大，結(jié)構(gòu)整體極限承載力下降的規(guī)律。 以我國公路常用預(yù)應(yīng)力混凝土4跨連續(xù)梁實(shí)橋?yàn)槔?，考慮收縮、徐變等混凝土材料固有的時(shí)變性，以及施工方法的影響，建立精細(xì)的空間三維實(shí)體模型，通過鈍化和激活單元的方法，模擬鋼筋銹蝕量和混凝土剝落量模擬損傷：改變損傷的時(shí)間和損傷量，實(shí)現(xiàn)了橋梁壽命期因耐久性損傷而造成截面損失的模擬，分析了各跨跨中位移下?lián)?、抗彎承載力和荷載效應(yīng)的相對關(guān)系以及控制截面混