预应力对PC梁动静刚度影响的试验分析

摘要

预应力混凝土桥梁中的有效预应力是决定预应力混凝土桥梁能否安全运营的主要因素之一。在桥梁的使用阶段，由于荷载、疲劳、腐蚀、老化及环境因素等不利条件和因素的综合影响，桥梁中的有效预应力必将发生一定的损失。预应力的设计值和实际的有效预应力之间的差异将影响桥梁的服务能力，甚至会导致桥梁事故，因此，检测桥梁的有效预应力十分重要。
　　本文通过对4片预应力筋布置形式和混凝土强度不同的试验梁模型进行室内试验研究。对试验梁在不同等级的预加力和竖向荷载条件下，进行自振频率、挠度和应变数据采集，进而发现动刚度（自振频率）、静刚度（挠度、钢筋、混凝土应变）等参数与有效预应力之间关系，确定预加力变化对预应力筋布置形式和混凝土强度等级不同的梁的影响效果。实测值与理论计算值和有限元数值进行对比分析，并从理论分析，在不同加载方式、约束条件、支撑间距、截面性质下，预加力对预应力混凝土梁挠度、频率的影响，以及对何种预应力筋布置形式的梁的挠度、频率影响最显著。
　　本文对混凝土梁有效预应力的检测方法进行了积极的探索，对预应力混凝土桥梁结构静、动性能评定方法的研究起到一定的促进作用，为桥梁结构快速评定方法提供参考。

目录

摘要

1 绪论

1．1 研究目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 主要内容和研究方法

1．3．1 主要内容

2 基本理论

2．1 基本概念

2．2 简支梁静力性能分析

2．2．1 基本假定

2．2．2 材料的本构关系

2．2．3 截面分析

2．2．4 应变分析

2．3 简支梁动力分析

2．3．1 自振频率理论分析

2．3．2 冲击模型理论分析

2．4 本章小结

3 预应力混凝土梁室内试验及分析

3．1 试验梁方案

3．1．1 试验梁的设计

3．1．2 试验梁材料性质

3．2 试验方案

3．2．1 试验仪器设备

3．2．2 试验加载方案

3．2．3 测点的布设

3．2．4 压力传感器标定

3．2．5 试验流程

3．3 试验测试数据分析

3．3．1 试验梁频率分析

3．3．2 试验梁挠度分析

3．3．3 试验梁应变分析

3．4 本章小结

4 试验梁仿真分析

4．1 ANSYS有限元分析软件

4．1．1 无粘结预应力的模拟

4．1．2 混凝土单元

4．1．3 钢筋单元

4．2 试验梁性能分析

4．2．1 有限元模型的建立

4．2．2 频率分析

4．2．3 挠度分析

4．2．4 应变分析

4．3 不同工况下试验梁性能的理论分析

4．3．1 不同加载方式挠度分析

4．3．2 不同约束条件频率分析

4．3．3 不同支撑间距频率分析

4．3．4 不同截面性质频率分析

4．4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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