多梁式混凝土梁橋的極限承載力研究.pdf

1、我國公路中小跨徑橋梁主要有鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土多梁式梁橋,其承載力的鑒定問題一直為工程界關(guān)心。橋梁是整個公路交通系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),不可能僅僅為進行破壞性試驗研究而人為破壞橋梁導(dǎo)致交通癱瘓,也不可能僅僅為進行破壞性試驗研究而新建橋梁；同時,由于實橋破壞性試驗本身的難度較大,其規(guī)模和限制影響因素之多是室內(nèi)試驗所無法比擬的。迄今為止,國內(nèi)外進行鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土多梁式梁橋?qū)崢蚱茐脑囼灥奈墨I資料尚不多見。因此,借助于僅有寶貴的多梁式混

2、凝土梁橋?qū)崢蚱茐脑囼灁?shù)據(jù),尋求可靠的計算方法來研究梁橋極限承載力成為重要涂徑。 多梁式混凝土梁橋上部結(jié)構(gòu)破壞全過程和極限承載力的分析包含很多非線因素(材料非線性、幾何非線性等)告別是混凝土開裂后的處理更為復(fù)雜。本文主要以公路簡支多梁式混凝土梁橋(鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土多梁式梁橋)為研究對象,主要研究多梁式梁橋上部結(jié)構(gòu)某根主梁開裂,直至在荷載作用下破壞這個受力階段,各主梁之間的內(nèi)力變化、橫隔板的受力變化及主梁和橫隔板裂縫發(fā)展規(guī)律

3、、上部結(jié)構(gòu)極限承載力等內(nèi)容。主要的研究內(nèi)容包括： (1)基于有限元非線性理論研究預(yù)應(yīng)力混凝土多梁式梁橋上部結(jié)構(gòu)極限承承載力時,主梁預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋作用效應(yīng)的正確模擬至關(guān)重要。本文采用組合殼單元模擬預(yù)應(yīng)力鋼筋,并基于虛功原理研究預(yù)應(yīng)力鋼筋單元對組合殼單元剛度矩陣的貢獻。對于混凝土和普通鋼筋采用分層殼單元模擬,用一種單元同時描述混凝土、普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋,研究普通鋼筋采用分層單元和預(yù)應(yīng)力鋼筋采用組合單元模擬的統(tǒng)一模式。并結(jié)合相

4、關(guān)理論編制非線性有限元程序。 (2)以一座鋼筋混凝土梁橋荷載試驗資料為基礎(chǔ),研究鋼筋混凝土梁橋上部結(jié)構(gòu)極限承載力。通過對上部結(jié)構(gòu)全過程受力分析來研究對稱加載和偏載加載時,主梁和橫隔板不同受力階段狀況,并進一步驗證本文研究的非線性有限元分析程序。借助于荷載橫向分布的概念,研究加載全過程中橫隔板的裂縫發(fā)展對主梁荷載橫向分布的影響。研究設(shè)計上采用的荷載橫向分布系數(shù)計算方法與加載全過程中荷載橫向分布系數(shù)之間的關(guān)系。因各主梁受力一般不均勻

5、,研究“剛度剩余系數(shù)”和“剛度標準退化量”這兩個參數(shù)來統(tǒng)一量化各主梁剛度退化規(guī)律。 (3)對一座預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋上部結(jié)構(gòu)破壞荷載試驗進行加載全過程分析,并重點研究多中橫梁上部結(jié)構(gòu)極限承載力。在上部結(jié)構(gòu)不同聽加載工況下,對主梁和橫隔板的受力過程,以及橫隔板的裂縫發(fā)展對主梁荷載橫向分布的影響進行研究。同時,對各種工況的預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力發(fā)展規(guī)律和各主梁剛度退化規(guī)律進行分析。 (4)針對預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁橋極限承載力進行研究