既有钢筋混凝土梁桥加固后承载能力评定方法研究

摘要

随着交通运输事业的不断发展，交通需求和桥梁实际承载能力之间矛盾日益凸显。当既有桥梁承载能力不能满足交通需求时，社会经济效益较好的办法是对桥梁进行加固改造，以提升其承载能力。因此加固后桥梁承载能力评定具有重要工程意义，而对于加固之后桥梁承载能力具体评定方法规范没有相关规定，相关研究也很少，亟待研究解决。
　　本文在总结常见加固方法基础上，以某碳纤维布(CFRP)加固的20m预应力钢筋混凝土空心板梁桥为背景，首先对加固后承载能力计算方法进行研究，并利用ANSYS建立单片预应力空心板梁模型对计算方法进行验证。然后在《公路桥梁承载能力评定规程》（TJG/T J21-2011）（以下简称《评定规程》）基础上，针对CFRP加固后桥梁的特点，建立CFRP加固钢筋混凝土梁桥的技术状况评价指标，引入CFRP加固后空鼓、粘结状况等评价指标，建立CFRP黏结强度设计计算方法和试验测试方法，并给出各指标的推荐性评价标准。对检算系数、承载能力折减系数确定方法进行修正。最后利用荷载试验进行加固后承载能力评定，并提出加固后桥梁荷载试验的要求和CFRP加固桥梁荷载试验校验系数取值范围，建立ANSYS有限元模型与荷载试验实测结果进行对比分析，并对加固效果进行分析。
　　根据论文的研究可以得出：本文建立的CFRP加固预应力空心板梁的承载能力计算方法能够满足计算要求；CFRP加固桥梁新增评价指标及评定标准、修正后的检算系数、承载能力折减系数确定方法对于加固后桥梁更加合理。CFRP粘结强度设计值计算方法及粘结强度评定标准合理；荷载试验综合评价表明该桥加固后承载能力满足要求，加固效果良好。CFRP加固能有效抑制梁体裂缝的开展，极限承载力大幅提高，受压区混凝土加固前后应力基本没有变化，梁底混凝土所受最大拉应力值减小，受拉区预应力钢绞线应力值减小，中和轴下移，说明CFRP加固能改善结构梁桥受力性能，提高结构承载能力。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 引言

1.2 桥梁承载能力的退化演变

1.3 桥梁承载能力评定基本方法

1.4 加固后桥梁承载能力评定研究现状

1.5 本文主要研究内容

2 钢筋混凝土桥梁加固方法综述

2.1 增大构件截面加固

2.2 粘贴钢板加固

2.3 体外预应力加固

2.4 改变结构体系加固

2.5 增加辅助结构构件加固

2.6 粘贴碳纤维加固

3 CFRP加固技术及承载能力计算分析

3.1 加固原理及特点

3.2 CFRP加固要求

3.3 CFRP加固预应力空心板梁承载能力计算方法

3.4 空心板梁承载能力有限元分析

4 基于结构检算的加固后桥梁承载能力评定

4.1 概述

4.2 承载能力检算系数的修正

4.3 承载能力恶化系数的修正

4.4 截面折减系数的修正

4.5 活载修正系数的确定

4.6 工程实例应用

5 基于荷载试验的加固后桥梁承载能力评定

5.1 概述

5.2 静载试验方案

5.3 动载试验

5.4 有限元模型建立

5.5 荷载试验结果及分析

5.6 承载能力综合评定

5.7 加固效果分析

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果