預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋疲勞損傷研究.pdf

1、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的疲勞損傷，表現(xiàn)為在反復(fù)荷載下的混凝土、鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋等材料的損傷逐步累積，使橋梁的性能不斷劣化，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)功能退化或失效。我國(guó)混凝土橋梁數(shù)量眾多，混凝土橋梁的疲勞損傷問(wèn)題，迄今尚未得到橋梁工程界的廣泛重視。本文結(jié)合南京長(zhǎng)江第二大橋?qū)嶋H的車(chē)流量統(tǒng)計(jì)，研究了公路橋梁疲勞荷載譜、箱梁頂板開(kāi)裂和大跨度橋梁長(zhǎng)期下?lián)系葐?wèn)題。
　　(1)基于南京長(zhǎng)江二橋車(chē)流量統(tǒng)計(jì)的疲勞荷載模型
　　以南京長(zhǎng)江第二大橋?qū)嶋H車(chē)流量統(tǒng)計(jì)樣本

2、為基礎(chǔ)，統(tǒng)計(jì)了車(chē)輛分布的規(guī)律。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，二軸車(chē)、三軸車(chē)和四軸車(chē)占據(jù)交通車(chē)輛的大部分。此外，超載現(xiàn)象比較嚴(yán)重。
　　基于制定公路橋梁疲勞荷載譜的常見(jiàn)方法，本文研究并得到適用于南京長(zhǎng)江第二大橋的疲勞荷載譜，并進(jìn)一步給出了簡(jiǎn)化的標(biāo)準(zhǔn)疲勞車(chē)。對(duì)比國(guó)外規(guī)范中的疲勞荷載模型，可以發(fā)現(xiàn)由于該疲勞荷載模型的軸重比國(guó)外規(guī)范相應(yīng)的軸重大很多。此外，針對(duì)縱向多車(chē)效應(yīng)對(duì)簡(jiǎn)支橋梁疲勞損傷程度的影響做了初步研究，結(jié)果表明當(dāng)橋梁跨度較大而車(chē)輛間距較小時(shí)，

3、縱向多車(chē)效應(yīng)會(huì)對(duì)橋梁損傷造成嚴(yán)重影響，縱向多車(chē)效應(yīng)不可忽略。
　　(2)箱梁項(xiàng)板開(kāi)裂和壽命預(yù)測(cè)
　　基于ANSYS有限元模型，從靜力角度分析箱梁頂板在梯度溫度和汽車(chē)荷載共同作用下的力學(xué)行為。結(jié)果表明，在兩者的共同作用下，箱梁頂板下翼緣會(huì)出現(xiàn)較小的拉應(yīng)力，但是不足以導(dǎo)致箱梁頂板的開(kāi)裂。在Eurocode和南京長(zhǎng)江二橋的標(biāo)準(zhǔn)疲勞車(chē)基礎(chǔ)上，考慮梯度溫度的影響，對(duì)箱梁頂板進(jìn)行疲勞分析。結(jié)果顯示，混凝土的受拉疲勞是導(dǎo)致箱梁頂板混凝土開(kāi)

4、裂的重要原因。
　　針對(duì)可能影響箱梁頂板開(kāi)裂的因素，如箱梁頂板厚度、橫向預(yù)應(yīng)力大小、混凝土抗拉強(qiáng)度和車(chē)輛超載等，做了具體的參數(shù)分析。結(jié)果表明在不增加橫向預(yù)應(yīng)力的情況下，增加箱梁頂板厚度反而可能會(huì)降低疲勞開(kāi)裂的年限，箱梁頂板開(kāi)裂對(duì)橫向預(yù)應(yīng)力火小和混凝土抗拉強(qiáng)度較為敏感。此外，相比國(guó)外的交通狀況，我國(guó)的超載現(xiàn)象是引起箱梁頂板開(kāi)裂的主要原因。
　　(3)大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁長(zhǎng)期下?lián)?br>　　以南京長(zhǎng)江二橋北汊連續(xù)梁橋?yàn)楣こ瘫尘?/p>

5、，以本文得到的南京長(zhǎng)江二橋的標(biāo)準(zhǔn)疲勞車(chē)為基礎(chǔ)，并考慮梯度溫度的影響，研究了兩者共同作用下橋梁彈性模量衰減規(guī)律和跨中撓度的發(fā)展趨勢(shì)。結(jié)果表明，若不考慮縱向和橫向多車(chē)效應(yīng)，則混凝土彈性模量衰減較少，對(duì)跨中撓度的影響有限。
　　考慮縱向多車(chē)效應(yīng)和縱向+橫向多車(chē)效應(yīng)對(duì)橋梁彈性模量和跨中撓度的影響。結(jié)果表明縱向多車(chē)效應(yīng)對(duì)橋梁彈性模量衰減影響有限，而橫向多車(chē)效應(yīng)影響則較為明顯。當(dāng)綜合考慮縱向+橫向多車(chē)效應(yīng)時(shí)，橋梁正常服役二十年后跨中撓度增長(zhǎng)可