外置预应力混凝土梁的有限元分析

外置预应力混凝土梁的有限元分析

一、体外预应力混凝土梁有限元分析(论文文献综述)

秦磐龙[1](2021)在《公路简支梁桥上部结构加固方法的试验研究》文中进行了进一步梳理我国的桥梁建设在过去的几十年里蓬勃发展,取得了举世瞩目的成就,但随着现代化建设脚步的不断加快,桥梁安全运营的要求不断严格,荷载等级不断提高,建国初期修建的一些老旧桥梁随着环境劣化或是修建时的标准过低,大都出现了一些安全问题,因此也促进了桥梁加固技术的不断革新与进步。基于我国桥梁提载加固领域的现实需求以及研究现状,深入研究分析桥梁加固以及提出新的加固方法或对原有加固提载方法做出改进,具有十分重要的意义。本文主要从以下几个方面进行研究:1.对现有的桥梁上部结构加固技术的研究现状进行了总结归纳,并对几种较为典型的受拉侧加固方法进行阐述说明,对其优劣性进行比较,在此基础上提出了双侧加固的概念,即桥梁受拉侧体外预应力加固与受压侧补强钢板加固同时实施的双侧加固方法。2.采用混凝土结构分析的基本假定和材料本构关系,运用极限平衡理论,对单侧加固桥梁与双侧加固桥梁达到极限承载能力时的应力应变进行了对比分析,建立了双侧加固的承载能力计算理论。3.采用该双侧加固方式需要在受压侧锚固钢板来协同压区混凝土共同参与受力,为了能产生较好的协同变形,文章采用螺栓锚固的方式将补强钢板与原始桥梁有效结合,对于该方式的可实施性,采用有机玻璃模型进行试验,通过试验对锚固螺栓的布孔位置进行了对比优化,得出了较为合理的布设方式,分析了锚栓孔对于原始桥梁的损伤与受弯性能的影响,考虑锚栓孔对于混凝土孔壁的挤压与螺栓的错动变形,并提出了改进措施。4.基于Ansys与Hypermesh的联合有限元仿真,建立原始梁、双侧加固梁以及体外预应力单侧加固梁的分析模型,对双侧加固下的钻孔损伤、孔壁挤压以及提升效果进行了进一步的对比分析。文章通过理论分析、模型实验以及有限元分析三者结合的方式,最终完善了双侧方式在理论上的正确性与实际中的可实施性。

Editorial Department of China Journal of Highway and Transport;[2](2021)在《中国桥梁工程学术研究综述·2021》文中研究指明为了促进中国桥梁工程学科的发展,系统梳理了近年来国内外桥梁工程领域(包括结构设计、建造技术、运维保障、防灾减灾等)的学术研究现状、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。首先总结了桥梁工程学科在新材料与结构体系、工业化与智能建造、抗灾变能力、智能化与信息化等方面取得的最新进展;然后分别对上述桥梁工程领域各方面的内容进行了系统梳理:桥梁结构设计方面重点探讨了钢桥及组合结构桥梁、高性能材料与结构、深水桥梁基础的研究现状;桥梁建造新技术方面综述了钢结构桥梁施工新技术、预制装配技术以及桥梁快速建造技术;桥梁运维方面总结了桥梁检测、监测与评估加固的最新研究;桥梁防灾减灾方面突出了抗震减震、抗风、抗火、抗撞和抗水的研究新进展;同时对桥梁工程领域各方向面临的关键问题、主要挑战及未来发展趋势进行了展望,以期对桥梁工程学科的学术研究和工程实践提供新的视角和基础资料。(北京工业大学韩强老师提供初稿)

郭文龙[3](2021)在《在役预应力混凝土桥梁钢束应力状态确定及加固设计方法研究》文中研究指明裂缝是预应力混凝土桥梁的常见病害,带裂缝截面的受拉区混凝土一般无法承担拉应变增量。本文针对在役预应力混凝土桥梁主梁现存应力状态难以准确掌握,带闭合裂缝截面在临界消压状态前受力机理不明确,以及由于截面现存应变估算误差带来的后加固材料应变增量推算结果的误差传递等问题,通过理论分析、数值模拟和室内外试验等方法,对在役预应力混凝土桥梁典型钢束应力状态和总预加力的评定方法,闭合裂缝和预加力对截面受力性能的影响规律,以及基于钢束应力测试结果的加固设计方法等方面开展研究。主要研究工作及成果如下:(1)提出主梁典型钢束应力状态测定的“跨丝同丝”法。结合加固过程中受拉区钢束数量本身需要增加的特点,根据预应力钢绞线芯丝和缠绕丝的构造特点,提出“跨丝同丝”的应力释放法,推导出由钢绞线缠绕丝偏轴测试应变推求其轴向拉力的计算公式,并结合钢绞线保护层混凝土凿除时的有限元细部分析结果,最终形成主梁典型钢束应力状态的局部有损评定方法。该方法可对任意结构型式桥梁控制截面钢束的应力状态进行测试,现场裸钢绞线的总测试误差不超过2.8%,简便易行、测试成本低。(2)提出带闭合裂缝截面临界消压状态和受拉区钢束总有效预加力的无损测定方法。根据分段线性函数突变点导数奇异的数学原理,通过建立中间变量—截面抗弯模量Wzi与曲线斜率K的相关性,提出基于试验荷载—受拉区钢筋应力变化速率曲线的预应力混凝土截面临界开裂状态,以及带闭合裂缝预应力混凝土截面临界消压状态的高灵敏度判定方法。并基于带闭合裂缝截面消压弯矩试验分析结果,推导出受拉区钢绞线有效预加力的计算公式,形成在役桥梁带闭合裂缝截面临界消压状态判定和有效预加力的无损评定方法。实现了静定结构带闭合裂缝截面消压弯矩和钢束预加力的无损测试评定。(3)探索了闭合裂缝对截面受力性能的影响机制。根据断裂力学中I型裂纹应力场分析原理,通过引入考虑应变弱不连续问题的扩展有限元方法,对带闭合裂缝截面临界消压状态的判定结果,以及消压前后截面纤维的应变变化规律开展研究。结果表明,带闭合裂缝截面的临界消压弯矩分析结果与理论计算结果,以及室内模型梁试验结果基本吻合,但受拉区跨裂缝处钢筋和钢绞线的应力增量,比相同荷载作用下的未开裂构件明显增加。并给出典型截面公路桥梁,带闭合裂缝截面消压前受拉区力筋应力增量的损伤影响系数,为桥梁荷载试验或健康监测时,带闭合裂缝截面跨裂缝力筋应力增量理论值的确定提供依据。(4)揭示了预加力对预应力混凝土桥梁截面受力性能影响的规律。对于未开裂的预应力混凝土桥梁,分别推导出考虑和不考虑混凝土与预应力钢绞线无应力长度差异影响的、换算截面抗弯刚度的解析解方程。分析结果表明:当考虑二者无应力长度差异时,有效预应力的增加对主梁抗弯刚度略有提高,但量值有限。对于带裂缝截面,当截面内力未达到临界消压状态前,钢绞线有效预应力的变化对受拉区力筋的应力增量无显着影响;当闭合裂缝截面内力超过临界消压状态后,有效预加力对截面受力性能有显着影响,受拉区力筋的应力增量和控制截面挠度均随有效预加力的提高而显着降低。(5)深化了主梁预应力损失和抗弯承载力的加固设计方法。针对旧桥加固时,预应力混凝土截面现存应变估算和预应力损失补强加固无明确规定的问题,根据钢束应力状态评定结果,提出预应力损失补强加固的等效消压弯矩法和等效法向应力法。同时,根据旧桥加固中新旧材料分阶段受力的特征,提出按照有效预加力评定结果,计算控制截面最外缘纤维的实际现存应变大小,进而推算后加固材料的应变增量,以及考虑新旧材料协同受力的被加固构件的抗弯承载力,形成基于主梁力筋有效预加力评定结果的加固设计方法,为旧桥加固时,后加固钢束位置、面积和张拉控制应力的确定提供了依据。本文从钢束应力状态评定方法、预应力和裂缝损伤对截面受力性能的影响机理,以及基于现场评定结果的加固设计方法等方面,对在役预应力混凝土带裂缝桥梁的检测、评定和加固设计方法进行了研究,建立了基于主梁钢绞线应力状态评定结果的在役桥梁技术状态评定和加固设计方法。

阎武通[4](2021)在《体外预应力混凝土节段梁弯剪性能研究》文中指出体外预应力混凝土节段拼装桥梁是桥梁工业化建设中一种代表性的桥梁结构形式。节段间接缝的不连续性和体外预应力束的滑移及二阶效应导致节段预制拼装桥梁的力学性能相较整体现浇桥梁变得更为复杂,二者之间受力行为表现出显着差异。论文针对体外预应力混凝土节段梁在弯、剪受力状态下的承载机理、数值模型和设计计算方法进行了系列研究,取得如下主要研究成果:(1)针对体外预应力混凝土节段梁的抗弯性能分析问题,构建了考虑箱梁剪力滞效应、体外束滑移和二阶效应以及接缝不连续行为三个力学特性的纤维梁-滑移索单元体系分析模型。在传统纤维梁单元的基础上,通过引入箱梁上下翼缘板翘曲变形自由度,推导建立了考虑剪力滞效应的箱梁结构纤维梁单元模型;根据体外预应力束的整体协调变形机制,推导建立了适用于任意布束形式的体外预应力束滑移索单元模型;针对接缝的不连续力学行为,提出了基于修正混凝土本构模型的接缝单元模拟方法。基于所建立的单元理论模型在Open Sees平台进行了集成开发,形成了用于体外预应力混凝土节段梁抗弯性能分析的体系模型。通过与缩尺试验梁及实桥试验结果的对比分析,验证了分析模型的有效性。(2)利用所建立的分析模型对节段梁结构抗弯性能的主要影响因素进行了参数分析,总结了接缝、体内外配束比例及体外束布束形式等关键因素对抗弯承载力、体外束应力增量和结构变形模式的影响规律。根据极限状态下节段梁结构的变形模式,推导了体外束应力增量与结构变形之间的关系方程,结合失效截面的平衡方程,建立了体外束极限应力增量和有效高度变化的计算方法,进而提出了体预应力混凝土节段梁抗弯承载力的简化计算方法。(3)在体外预应力混凝土节段梁的抗剪承载机理研究方面,开展了6片试验梁的弯剪加载试验,得到了体外预应力混凝土节段梁在弯剪复合作用下的典型失效模式、变形曲线、承载能力和不同加载阶段下各抗剪分量的变化规律。通过试验结果的对比分析,总结了剪跨比、接缝和体内外配束比对结构抗剪承载力的影响规律,初步分析了体预应力混凝土节段梁在弯剪作用下的承载机理。(4)建立了基于软化膜-体外滑移索单元的精细有限元分析模型对体外预应力混凝土节段梁的抗剪承载机理进行了深入分析。依托ABAQUS软件开发了适用于体外预应力混凝土节段梁弯剪性能分析的精细模型:考虑轴-剪复合作用的钢筋混凝土软化膜单元本构—转角软化桁架模型(RASTM-UMAT);考虑体外预应力束滑移和几何非线性效应的多节点滑移索单元模型(UEL);以及基于“粘结-库伦摩擦本构”的节段间接缝“等效平缝”模拟方法。利用建立的精细模型对试验梁的力学行为进行了预测对比,分析了各试验梁的失效模式及主应力分布规律。基于“桁架-拱”理论进一步揭示了节段梁结构的弯剪承载机理,进而提出了体外预应力混凝土节段梁抗剪承载力的简化计算方法。(5)在弯剪承载机理研究的基础上,基于铁木辛克梁理论在已建立的抗弯性能分析模型中引入剪切变形,推导了考虑弯剪复合作用的混凝土节段梁柔度法纤维梁单元列式,并提出了基于改进积分点截面的柔度法单元接缝模拟方法。基于推导的单元列式进行了单元开发,与已建立的体外束滑移索单元构成分析体系模型,用于体外预应力混凝土节段梁的弯剪性能分析。利用试验梁对分析模型的有效性进行了验证,结果表明:考虑弯剪复合作用的分析模型拓展了抗弯性能分析模型的适用范围,对于体外预应力混凝土节段梁的抗弯及抗剪性能均能较好地预测分析。

王瑞[5](2020)在《节段预制胶拼受弯构件抗裂性研究》文中认为节段预制拼装桥梁是装配式建筑的一个分支,其施工速度快,对环境影响较小,近年来在铁路桥梁建设中发展较快。节段之间的接缝是拼装桥梁重要构造,胶接缝为目前主要接缝形式。目前研究中对于受弯为主的预应力胶拼梁受力性能研究较少,铁路桥梁规范中缺少对胶拼构件抗裂性检算规定。本文结合静力加载试验、理论推导与有限元数值模拟的方法对节段预制胶拼受弯简支梁的抗裂性进行了研究,主要工作和结论如下:(1)对比了国内外公路和铁路桥梁设计规范中关于节段预制胶拼构件正截面抗裂性检算公式。结合近年来关于铁路胶拼桥梁工程应用案例和研究,对相关抗裂性建议公式进行了分析研究。(2)设计制作了5片预应力混凝土节段预制胶拼受弯简支梁,对试验梁进行静力加载。其中3片试验梁长1.84m,另外2片试验梁长2.08m。将试验梁的开裂荷载与现有相关抗裂性检算建议公式计算值进行了分析对比,试验结果表明现有关于胶拼受弯构件正截面抗裂性的建议计算公式均相对偏保守。(3)结合胶拼受弯梁试验结果与已有的相关研究,提出了针对铁路节段预制胶拼受弯构件正截面抗裂性检算建议公式。(4)记录了胶拼受弯简支梁的破坏形态与裂缝发展。结果表明胶拼受弯梁的整体性较好,其破坏均为加载点附近的受压区胶接缝处混凝土被压碎而丧失承载力。胶拼受弯梁的裂缝开裂位置均位于胶接缝附近,在荷载作用下基本沿着胶接缝发展,胶拼梁节段非胶接缝部位基本未产生裂缝。(5)分析了胶拼梁的荷载-位移变化规律、应变沿梁高变化规律、胶接缝处应力-应变关系差异以及预应力钢筋应力变化。胶拼梁应变沿梁高度变化基本符合平截面假定。胶接缝区材料的弹性模量Ej相较于混凝土弹性模量Ec出现一定的降低,Ej约为(0.62~0.84)Ec,平均值约为0.73Ec。(6)建立了胶拼受弯梁有限元数值分析模型,对试验梁从受力开裂到破坏丧失承载力的过程进行了分析模拟,计算结果与试验吻合良好。(7)设计制作了3组节段预制胶拼抗折构件和3组整体浇筑成型的抗折构件,对其中部分构件进行碳纤维布(CFRP)预加固处理。跨胶接缝处粘贴CFRP可以较好地改善胶拼结构胶接缝处受力薄弱位置易开裂的现象。

梁雪娇[6](2020)在《超高性能混凝土节段预制拼接梁抗弯性能研究》文中研究指明超高性能混凝土(Ultra-high-performance concrete,UHPC)因其优异的材料性能有望为节段预制桥梁向轻质、高强、快速化施工方向发展提供为解决方法,但针对于节段预制拼接梁拼接缝由于非预应力钢筋的不连续,使其成为薄弱点。接缝处键齿的类型以及构件预压应力将影响阶段预制拼装梁的受弯性能。本文通过5片试验梁对UHPC节段预制梁进行受弯性能展开研究,主要内容以及结论如下:(1)完成整浇梁与拼接梁的试验对比分析,结果表明:拼接梁比同条件下整浇梁的抗弯承载能力低9%~15%,接缝构造对抗弯承载能力有一定的影响;试验梁在达到极限破坏时,受压边缘的最大压应变可达7200??以上;拼接缝构造对荷载-挠度曲线影响较小但会影响构件的延性,虽然UHPC试验梁均具有较好的延性,试验结果表明UHPC拼接梁的延性优于UHPC整浇梁;无论是否设置拼接缝应变沿截面高度的分布规律基本满足平截面假定,且整浇梁与拼接梁的破坏形态均为受压区混凝土被压碎,但其裂缝分布存在差异,整浇梁裂缝呈现“细而密”的特征,而拼接梁的弯曲裂缝主要集中拼接缝位置。(2)分析了接缝处键齿类型以及预压应力两个参数对试验梁的抗弯性能的影响,分析结果表明:预压应力主要影响试验梁的延性,对其抗弯承载能力影响程度较小;键齿数量不同拼接梁的破坏形态以及裂缝分布相似,但对节段拼接梁的抗弯承载力具有一定影响,多齿构件比同条件下单齿构件承载力低4.5%,平齿构件比多齿构件承载力又低5.7%。(3)运用有限元软件ABAQUS对UHPC节段预制拼接梁受弯性能进行数值模拟分析,并将现场模型试验结果进行验证所选取的单元类型、接触关系和边界条件等选取合适后,对试验梁进行混凝土强度、预压应力、键齿深度以及键齿数量参数分析,结果表明:混凝土强度、键齿数量以及键齿深度三个参数均对试验梁的抗弯承载能力有影响。随着混凝土强度的提高,试验梁的抗弯承载力也随之增加;键齿数量对抗弯承载能力的影响较小,其中单齿试验梁的抗弯承载能力最大,延性较好;由于键齿之间的锥契作用,键齿深度越大,试验梁的抗弯承载能力也随之提高。(4)基于现场模型试验数据和有限元模拟数据,表明:美国AASHTO-PCI-ASBI S B G节段梁设计规范提出的接缝折减系数基本适合UHPC节段拼接梁总抗力的折减,但折减系数还应与键齿类型有关。通过本文试验数据和其他文献数据的验证,考虑环氧树脂胶对混凝土的粘结强度,对UHPC节段预制梁抗弯承载力计算具有很好的适用性,且该建议公式的形式对UHPC梁抗弯承载力计算也具有很好的适用性

高红帅[7](2020)在《预应力钢丝绳-聚氨酯水泥加固钢筋混凝土梁抗剪性能研究》文中研究指明预应力钢丝绳加固技术的黏结材料一般采用复合砂浆进行防护,但容易出现复合砂浆开裂钢丝绳锈蚀等问题,将高强度和高韧性的聚氨酯水泥复合材料替代复合砂浆作为黏结材料可以解决开裂的问题。预应力钢丝绳-聚氨酯水泥加固技术将预应力钢丝绳的主动加固和聚氨酯水泥增大截面的被动加固进行有效结合,发挥了两种加固方式的优势。本文依托吉林省重点科技项目--“聚氨酯水泥-预应力钢丝绳加固桥梁技术研究”(项目编号:20150107),首先对聚氨酯水泥复合材料的力学性能进行研究,然后对预应力钢丝绳-聚氨酯水泥抗剪加固钢筋混凝土梁进行了试验研究、有限元分析和理论研究,最后采用此加固技术对实桥进行了抗剪加固。本文主要的研究内容如下:(1)聚氨酯水泥复合材料主要由聚氨酯和水泥组成,两者的反应速度和凝结时间通过催化剂调整,高强度、高韧性的聚氨酯水泥是致密均质的,制备过程要防止气泡产生,水是气泡出现的重要原因,水泥的炒干脱水是制备过程的关键步骤。基于抗压和抗折试验得到了聚氨酯水泥的最优配合比,聚灰比对强度影响较小,但对弹性模量影响较大,聚灰比大的材料主要表现为韧性,反之为脆性。(2)环境温度对聚氨酯水泥复合材料的弯曲和疲劳性能影响较大。在弯曲性能方面,温度升高,聚氨酯水泥弯拉强度和破坏荷载先减小后增大再减小,破坏应变和破坏位移均增大,劲度模量减小。聚氨酯水泥低温时表现为脆性破坏,温度升高后转变为弹塑性破坏,高温时表现为柔性破坏。在疲劳性能方面,弯拉劲度模量和残余劲度模量低温时表现为先缓慢减小后快速减小的特点,高温时一直表现为缓慢减小,随着温度的升高,初始弯拉劲度模量和每次加载耗散能均逐渐减小,但滞后角和疲劳寿命逐渐增大。基于经典疲劳理论,提出了温度和外力耦合作用下聚氨酯水泥疲劳寿命预测模型,所提出预测模型与试验数据吻合较好,能够预测材料的疲劳寿命和疲劳极限。(3)采用预应力钢丝绳、聚氨酯水泥和预应力钢丝绳-聚氨酯水泥三种方式对钢筋混凝土试验梁进行抗剪加固,研究不同加固方式和钢丝绳配绳率对抗剪性能的影响,分析了试验梁的破坏过程、荷载-位移曲线、特征荷载和位移、荷载-应变曲线,结果表明预应力钢丝绳-聚氨酯水泥复合加固效果最好,能够大幅度提高试验梁的抗剪承载力和延性,复合加固中钢丝绳对混凝土提供预压力提高其核心强度,限制裂缝开展,发挥箍筋作用直接参与抗剪,聚氨酯水泥加固层增加了剪跨区的受剪面积和剪切刚度,其高强度的特点发挥出类似混凝土抗剪的作用,其高韧性的特点发挥出类似钢筋抗剪的作用,钢丝绳和聚氨酯水泥两者结合显着提高了加固梁的抗剪性能。(4)采用ABAQUS建立预应力钢丝绳-聚氨酯水泥抗剪加固钢筋混凝土梁的有限元模型,通过对比分析有限元计算结果和试验结果发现两者吻合较好,说明ABAQUS有限元模型可以对抗剪加固梁进行有效合理的计算。基于有限元模型对影响加固梁抗剪性能的外部参数、原梁参数和加固参数进行了拓展分析,可以发现温度与极限承载力近似表现为线性降低的趋势,但降低幅度很小;剪跨比对极限承载力影响较大,但其大于3后,加固梁抗剪承载力不再提高;混凝土强度、配箍率、配筋率与加固梁的极限承载力近似表现为线性增长关系;原梁损伤程度增加,加固梁极限承载力减小,损伤程度大于70%,加固效果不变;钢丝绳配绳率与极限承载力近似表现为线性关系;预应力水平小于0.35,加固梁承载力提高幅度较大,但大于0.35后承载力提高幅度很小;聚氨酯水泥U形粘贴加固效果最好;聚氨酯水泥粘贴厚度较小时,与极限承载力近似表现为线性增长的趋势,但粘贴厚度大于一定数值后,承载力不再增长。(5)基于B区和D区的概念将预应力钢丝绳-聚氨酯水泥抗剪加固梁剪跨区分为D-D梁、D-B-D短梁、D-B-D长梁三种类型,建立其拉压杆模型,总结了各杆件的刚度计算公式,分析了不同剪跨比加固梁的抗剪作用机理,D-D梁剪力传递分为直接传递和间接传递,并按比例分配,D-B-D梁剪力全部为间接传递,D-B-D短梁B区长度小,力流只发生一次间接传递,D-B-D长梁B区长度大,力流会发生多次间接传递,将拉压杆模型的计算结果与试验值、模拟值对比,发现其吻合程度很好,验证了拉压杆模型计算加固梁抗剪极限承载力的有效性。考虑剪切变形对挠度的影响,研究了 D区和B区斜压杆角度的计算方法,提出了考虑剪切变形的挠度计算公式,可以较好的预测正常使用阶段加固梁的变形。(6)采用预应力钢丝绳-聚氨酯水泥和粘贴钢板对两座钢筋混凝土 T梁桥进行抗剪加固,并进行加固前后的荷载试验,加固后腹板剪切刚度增强,T梁的挠度和主应变均有不同程度降低,但预应力钢丝绳-聚氨酯水泥加固降低程度多,加固效果好。在不同温度下对预应力钢丝绳-聚氨酯水泥抗剪加固的T梁桥进行了两次荷载试验,发现温度对加固后挠度和主应变的影响均小于5%,影响程度较小。

孙帅[8](2020)在《火灾后24米跨预应力双T板有限元分析及加固设计》文中研究指明由于抗裂度好、耗材少、自重轻等特点,预应力混凝土双T板在大空间、大跨度结构中得到广泛应用。相较普通钢筋混凝土构件,预应力混凝土双T板截面尺寸更小,火灾发生时更易造成内部损伤,且高温下预应力混凝土构件预应力水平下降,影响正常使用阶段性能,因此对火灾后预应力双T板受力性能研究及加固方案的选择和设计对实际工程应用具有重要的参考价值。本文以遭受火灾的单层厂房屋面板—24米跨预应力混凝土双T板为研究对象,通过有限元分析软件ABAQUS对其进行了热传导分析和热—力耦合分析,并对不同受损程度的预应力双T板进行了加固方案设计。本文主要包括以下内容:(1)通过对厂房现场勘测,对火灾发生时的最高温度进行了判定,确定了不同区域预应力双T板经历最高温度;(2)根据火灾温度分布区域确定了火灾发生时预应力双T板的受火工况,以国际标准升温曲线为基础,确定了不同工况的升温曲线,建立了预应力双T板热传导分析有限元模型;阐述了高温后混凝土及预应力钢绞线的力学性能变化规律,确定了顺序热力耦合方式以及荷载控制逐步加载方式,建立了火灾后预应力双T板有限元分析模型。(3)对火灾后的预应力双T板进行热传导分析,得到了不同受火温度下双T板的截面温度分布以及预应力筋温度,确定了双T板中预应力钢绞线的有效预应力随经历温度的变化规律;对火灾后预应力双T板进行有限元分析,确定了预应力双T板经历不同温度后的开裂荷载、破坏荷载、正常使用阶段的挠度变化规律以及破坏特征。(4)以有限元分析结果为基础,对经历不同温度后的预应力双T板可靠性进行了评定,并对不同受损程度的预应力双T板进行了加固方案设计。

夏冬冬[9](2020)在《采用钢悬臂拓宽混凝土盖梁的新型组合结构受力性能研究》文中研究表明我国国民经济的高速发展带来交通量的迅猛增长,大量早期建成的道路急需拓宽,而桥梁往往成为交通线上拓宽的技术难点。近年来,对于桥梁上部结构的拓宽,国内外科研与工程学者已提出多种方案,但对于配套的桥梁下部结构拓宽的研究不足,亟待开展。本文提出一种桥梁下部结构拓宽方法,即采用钢悬臂拓宽混凝土盖梁的方法,该方法无需增设桥墩,少占用桥下空间,尤其适用于需拓宽的城市或桥下空间受限的桥梁。本文具体内容如下:(1)归纳与总结出国内外常用及新式桥梁拓宽法,对比研究其优缺点与适用性。基于营口市某跨径30m的市政简支梁桥的拓宽背景,提出采用钢悬臂拓宽混凝土盖梁的拓宽桥梁法,并应用该法设计了争对该桥的设计方案,研究了拓宽后整体盖梁的传力机理,探索了施工流程等。(2)基于正交实验设计原理和分析方法,研究原盖梁混凝土性能、原盖梁纵筋配筋率,钢混连接螺栓数量、体外预应力大小、钢板厚度对钢-混组合悬臂结构极限承载力的影响,设计18组结构设计方案。应用ABAQUS有限元分析软件,逐一建立有限元模型,通过对各设计方案极限承载力结果的直观分析、显着性分析,确定各受力构件的不同参数对极限承载力的影响程度与次序。对各受力构件进行力学分析,明确各受力部件在不同荷载等级下的力学性能表现,以优化钢悬臂拓宽混凝土盖梁的方案设计,最终推出最佳的结构设计方案。(3)以优化后的钢悬臂拓宽混凝土盖梁的设计方案制作实验模型,进行钢-混组合悬臂结构极限承载力实验,分别将实验结果与数值模拟结果的荷载-挠度关系,钢结构内力,混凝土结构内力等进行对比分析。分析结果表明实验结果与数值模拟结果一致,验证了数值模拟计算的准确性。实验表明了传力部件在不同荷载等级下的力学性能表现,并揭示钢-混组合悬臂结构的破坏机理。(4)对钢悬臂拓宽混凝土盖梁施工阶段与使用阶段两种工况下进行数值模拟受力分析。分析结果表明拓宽后整体盖梁的混凝土结构、钢悬臂各部位、预应力钢束、螺栓等传力部件皆满足对应规范的受力要求。因此,本文提出的钢悬臂拓宽混凝土盖梁以进一步拓宽桥面的新式拓宽法是可行可靠的。

张文浩[10](2020)在《预应力CFRP加固空心板桥试验研究及有限元分析》文中认为预应力碳纤维板桥梁加固技术是近几年开展的一项新型加固技术,碳纤维板凭借其材料性能的优越性及方便快捷的实用性,在现阶段桥梁加固中广为应用。预应力碳纤维板桥梁加固技术是一种主动加固方法,这种方法结合了粘结性碳纤维加固技术的质量轻、强度高的特性,对于提高旧桥的承载表现、改善裂缝发展、桥体下挠等病害有明显作用,因此这种方法在旧桥加固补强中具有良好的发展趋势。本文主要以河北省某13m空心板桥梁为研究对象,针对此13m空心板桥病害较多的现状,对其进行了加固试验,采用了静载试验以及数值理论研究相结合的方法,通过国内外文献对比分析,选用预应力碳纤维板加固方法,但由于张拉装置与锚固装置的严格条件,在实际桥梁中应用的还比较少,针对以往研究的不足,此文主要研究内容如下:(1)预应力碳纤维板加固技术的设计方法目前还有待完善,本文对预应力碳纤维板桥梁加固技术中的关键要点进行了研究,并通过调研国内外文献以及根据相关规范可得出预应力度的取值范围,以及张拉控制应力和预应力损失的计算方法,并且对锚固体系的选取进行了解析。(2)现有研究中,由于现实情况的限制,大多数试验多为在实验室中利用理想状态下的缩尺梁模型进行的相关研究,这与实际工程中的桥梁多为使用过并且存在一定病害的情况不符。故本文选取了河北省某座服役了17年的受损严重的旧钢筋混凝土空心板桥梁进行加固试验研究。对此受损桥梁进行了不同工况的动静载加载试验,通过对比试验桥加固前后的实验数据验证此技术的适用性。(3)以上述动静载试验工况为依据,利用有限元数值模拟的方法对试验桥进行理论研究,将其计算结果进行对比,验证此加固方法的可行性。两种方法共同作用验证了预应力碳纤维板加固技术的可靠性。结果表明预应力碳纤维板加固技术能够有效的抑制空心板梁桥的挠度与应力的增长。最终为这项技术的推广应用到实际工程中起到了理论支持。

二、体外预应力混凝土梁有限元分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、体外预应力混凝土梁有限元分析(论文提纲范文)

(1)公路简支梁桥上部结构加固方法的试验研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 桥梁上部结构提载加固研究现状
        1.2.1 受拉侧加固
        1.2.2 受压侧加固
    1.3 主要研究内容与创新点
2 既有桥上部结构承载力分析与加固计算
    2.1 承载能力计算分析
        2.1.1 13mT梁承载力分析
        2.1.2 20mT梁承载力分析
    2.2 体外预应力加固计算
        2.2.1 13mT梁体外预应力加固
        2.2.2 20mT梁体外预应力加固
    2.3 本章小结
3 双侧加固理论分析
    3.1 混凝土梁受弯承载力分析
    3.2 单侧加固与双侧加固承载力对比分析
        3.2.1 单侧加固的承载力分析
        3.2.2 单侧加固与双侧加固承载力对比分析
    3.3 本章小结
4 有机玻璃模型试验
    4.1 试验背景
    4.2 试验对比方案
    4.3 试验准备
        4.3.1 模型材料
        4.3.2 模型制作
        4.3.3 其他材料
        4.3.4 测点布置
        4.3.5 加载工况
        4.3.6 试验仪器
    4.4 试验实施
        4.4.1 有机玻璃弹性模量测定试验
        4.4.2 基准梁1、2、3 荷载试验
        4.4.3 试验梁4~6 荷载试验
    4.5 试验注意事项
    4.6 试验结果
        4.6.1 有机玻璃材料特性
        4.6.2 开孔损伤对桥梁受弯性能的影响
        4.6.3 补强钢板锚固方式
        4.6.4 桥面铺装对锚固效果的影响
        4.6.5 加强锚栓联系的效果分析
        4.6.6 双侧加固与普通加固的对比
    4.7 本章小结
5 双侧加固的有限元分析
    5.1 建立模型
    5.2 模型开孔的损伤分析
    5.3 孔壁挤压分析
        5.3.1 加强锚栓联系的效果分析
        5.3.2 增大接触面摩擦的效果分析
    5.4 双侧加固的受弯性能提升分析
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献

(2)中国桥梁工程学术研究综述·2021(论文提纲范文)

0引言(东南大学王景全老师提供初稿)
1 桥梁工程研究新进展(东南大学王景全老师提供初稿)
    1.1新材料促进桥梁工程技术革新
    1.2桥梁工业化进程与智能建造技术取得长足发展
    1.3桥梁抗灾变能力显着提高
    1.4桥梁智能化水平大幅提升
    1.5跨海桥梁深水基础不断创新
2桥梁结构设计
    2.1桥梁作用及分析(同济大学陈艾荣老师、长安大学韩万水老师、河北工程大学刘焕举老师提供初稿)
        2.1.1汽车作用
        2.1.2温度作用
        2.1.3浪流作用
        2.1.4分析方法
        2.1.5展望
    2.2钢桥及组合结构桥梁(西南交通大学卫星老师提供初稿)
        2.2.1新型桥梁用钢的研发
        2.2.2焊接节点疲劳性能
        2.2.3钢结构桥梁动力行为
        2.2.4复杂环境钢桥服役性能
        2.2.5组合结构桥梁空间力学行为
        2.2.6组合结构桥梁关键构造力学行为
        2.2.7展望
    2.3高性能材料
        2.3.1超高性能混凝土(湖南大学邵旭东老师提供初稿)
        2.3.2工程水泥基复合材料(西南交通大学张锐老师提供初稿)
        2.3.3纤维增强复合材料(北京工业大学刘越老师提供初稿)
        2.3.4智能材料(西南交通大学勾红叶老师提供初稿)
        2.3.5展望
    2.4桥梁基础工程(同济大学梁发云老师提供初稿)
        2.4.1深水桥梁基础形式
        2.4.2桥梁基础承载性能分析
        2.4.3桥梁基础动力特性分析
        2.4.4深水桥梁基础工程面临的挑战
3桥梁建造新技术
    3.1钢结构桥梁施工新技术(西南交通大学卫星老师提供初稿)
        3.1.1钢结构桥梁工程建设成就
        3.1.2焊接制造新技术
        3.1.3施工新技术
    3.2桥梁快速建造技术(北京工业大学贾俊峰老师提供初稿)
        3.2.1预制装配桥梁上部结构关键技术
        3.2.2预制装配桥墩及其抗震性能研究进展
        3.2.2.1灌浆/灌缝固定连接预制桥墩及其抗震性能
        3.2.2.2无黏结预应力连接预制桥墩及其抗震性能
    3.3桥梁建造技术发展态势分析
4桥梁运维
    4.1监测与评估(浙江大学叶肖伟老师、湖南大学孔烜老师、西南交通大学崔闯老师提供初稿)
        4.1.1监测技术
        4.1.2模态识别
        4.1.3模型修正
        4.1.4损伤识别
        4.1.5状态评估
        4.1.6展望
    4.2智能检测(西南交通大学勾红叶老师提供初稿)
        4.2.1智能检测技术
        4.2.2智能识别与算法
        4.2.3展望
    4.3桥上行车安全性(中南大学国巍老师提供初稿)
        4.3.1风荷载作用下桥上行车安全性
        4.3.1.1车-桥气动参数识别
        4.3.1.2风载作用下桥上行车安全性评估
        4.3.1.3风浪作用下桥上行车安全性
        4.3.1.4风屏障对行车安全性的影响
        4.3.2地震作用下行车安全性
        4.3.2.1地震-车-桥耦合振动模型
        4.3.2.2地震动激励特性的影响
        4.3.2.3地震下桥上行车安全性评估
        4.3.2.4车-桥耦合系统地震预警阈值研究
        4.3.3长期服役条件下桥上行车安全性
        4.3.4冲击系数与振动控制研究
        4.3.4.1车辆冲击系数
        4.3.4.2车-桥耦合振动控制方法
        4.3.5研究展望
    4.4加固与性能提升(西南交通大学勾红叶老师提供初稿)
        4.4.1增大截面加固法
        4.4.2粘贴钢板加固法
        4.4.3体外预应力筋加固法
        4.4.4纤维增强复合材料加固法
        4.4.5组合加固法
        4.4.6新型混凝土材料的应用
        4.4.7其他加固方法
        4.4.8发展展望
5桥梁防灾减灾
    5.1抗震减震(北京工业大学贾俊峰老师、中南大学国巍老师提供初稿)
        5.1.1公路桥梁抗震研究新进展
        5.1.2铁路桥梁抗震性能研究新进展
        5.1.3桥梁抗震发展态势分析
    5.2抗风(东南大学张文明老师、哈尔滨工业大学陈文礼老师提供初稿)
        5.2.1桥梁风环境
        5.2.2静风稳定性
        5.2.3桥梁颤振
        5.2.4桥梁驰振
        5.2.5桥梁抖振
        5.2.6主梁涡振
        5.2.7拉索风致振动
        5.2.8展望
    5.3抗火(长安大学张岗老师、贺拴海老师、宋超杰等提供初稿)
        5.3.1材料高温性能
        5.3.2仿真与测试
        5.3.3截面升温
        5.3.4结构响应
        5.3.5工程应用
        5.3.6展望
    5.4抗撞击及防护(湖南大学樊伟老师、谢瑞洪、王泓翔提供初稿)
        5.4.1车撞桥梁结构研究现状
        5.4.2船撞桥梁结构研究进展
        5.4.3落石冲击桥梁结构研究现状
        5.4.4研究展望
    5.5抗水(东南大学熊文老师提供初稿)
        5.5.1桥梁冲刷
        5.5.2桥梁水毁
        5.5.2.1失效模式
        5.5.2.2分析方法
        5.5.3监测与识别
        5.5.4结论与展望
    5.6智能防灾减灾(西南交通大学勾红叶老师、哈尔滨工业大学鲍跃全老师提供初稿)
6结语(西南交通大学张清华老师提供初稿)
策划与实施

(3)在役预应力混凝土桥梁钢束应力状态确定及加固设计方法研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 问题提出与研究意义
    1.2 国内外相关研究进展
        1.2.1 在役桥梁现存(实际)应力测定方法的研究现状
        1.2.2 预应力混凝土截面受力性能研究现状
        1.2.3 桥梁加固设计方法研究现状
    1.3 存在的问题
    1.4 本文主要研究目标、内容及技术路线
        1.4.1 研究目标
        1.4.2 主要研究内容及研究思路
        1.4.3 拟解决的关键问题
        1.4.4 技术路线
第二章 主梁受拉区典型钢束应力状态评定的局部释放法研究
    2.1 引言
    2.2 力筋保护层混凝土凿除仿真分析
        2.2.1 计算参数与单元划分
        2.2.2 不同开槽长度对钢绞线应力影响分析
    2.3 钢绞线跨丝同丝机械切割时温度及扰动误差影响试验
        2.3.1 试验目的
        2.3.2 测点布置与控制参数
        2.3.3 温度及扰动误差影响
    2.4 缠绕丝偏轴效应及不同方法的拉力试验机对比验证分析
        2.4.1 钢绞线缠绕丝偏轴效应分析的解析解
        2.4.2 试验验证
        2.4.3 试验结果分析
    2.5 在役桥梁钢绞线现存应力评定方法研究
        2.5.1 不同测试方法裸钢绞线拉力值的对比验证分析
        2.5.2 钢绞线实际拉力值计算方法
    2.6 钢束应力状态评定方法的工程检验
        2.6.1 钢绞线现存应力评定方法操作步骤
        2.6.2 实桥钢绞线现存应力评定结果
    2.7 本章小结
第三章 基于临界消压状态试验的钢束预加力无损评定方法研究
    3.1 引言
    3.2 基于应力变化速率的临界开裂(消压)状态判定的数学原理
        3.2.1 临界开裂(消压)状态试验判定曲线的物理意义及特征
        3.2.2 分段线性函数突变点高效判定的数学方法
    3.3 传统开裂弯矩试验方法的优点及其适用性
        3.3.1 传统未损伤构件开裂弯矩试验方法
        3.3.2 传统方法对判定带裂缝截面临界消压状态的适用性试验
    3.4 基于受拉区钢筋应力变化速率的开裂(消压)弯矩试验研究
        3.4.1 试验目的及控制参数
        3.4.2 测点布置与传感器型号
        3.4.3 未损伤受弯构件开裂弯矩对比试验分析
        3.4.4 相同预加力条件下带闭合裂缝截面消压弯矩试验分析
        3.4.5 不同预加力条件下带闭合裂缝截面消压弯矩试验分析
    3.5 基于消压弯矩试验结果的钢束有效预加力评定方法
        3.5.1 带闭合裂缝预应力混凝土梁消压弯矩计算方法
        3.5.2 受拉区钢束有效预加力的确定
    3.6 有效预加力及消压弯矩的验证和工程应用
        3.6.1 有效预加力的室内模型梁验证试验
        3.6.2 消压弯矩试验法的工程应用
    3.7 本章小结
第四章 基于断裂力学的临界消压状态判定及跨缝力筋应力分析
    4.1 引言
    4.2 扩展有限元法分析原理
        4.2.1 扩展有限元方法的控制方程
        4.2.2 断裂问题的离散方程
        4.2.3 裂缝的水平集表示
    4.3 带I型闭合裂缝截面仿真分析计算参数
        4.3.1 单元划分与材料物理参数
        4.3.2 起裂参数
    4.4 I型裂缝对混凝土截面临界消压状态评定结果影响分析
        4.4.1 有粘结预应力混凝土结构仿真分析
        4.4.2 无粘结预应力混凝土结构仿真分析
        4.4.3 XFEM法与梁理论计算结果对比分析
        4.4.4 临界消压试验荷载对比分析
    4.5 I型裂纹对截面力筋应力场增量影响仿真分析与试验研究
        4.5.1 I型裂缝对临界消压状态前截面钢筋测点应变变化影响分析
        4.5.2 I型裂缝对受拉区钢绞线与混凝土应变相关性的影响分析
        4.5.3 I型裂缝对主梁受拉区钢筋应力增量影响对比分析与试验验证
        4.5.4 I型闭合裂缝对常用公路桥梁结构力筋应力增量影响仿真分析
    4.6 带I型闭合裂缝截面现存应力(变)实用修正计算方法
        4.6.1 消压前正截面混凝土(或钢筋)
        4.6.2 消压前正截面钢绞线
    4.7 本章小结
第五章 钢束预加力对截面受力性能影响分析与试验研究
    5.1 引言
    5.2 预加力对未开裂截面抗弯刚度影响的解析解
        5.2.1 不考虑无应力长度差异的截面抗弯刚度的解析解
        5.2.2 考虑无应力长度差异的截面抗弯刚度修正的解析解
        5.2.3 预加力对未损伤构件抗弯刚度影响试验研究
    5.3 预加力对带裂缝截面受力性能影响仿真分析与试验研究
        5.3.1 预加力对带裂缝截面应力变化影响仿真分析
        5.3.2 预加力对带闭合裂缝梁应力及挠度变化影响试验研究
    5.4 本章小结
第六章 基于钢束应力状态评定结果的桥梁加固设计方法研究
    6.1 引言
    6.2 正常使用极限状态桥梁预应力损失补强加固设计方法研究
        6.2.1 基于截面消压弯矩评定结果的等效消压弯矩法
        6.2.2 基于钢束应力测试结果的等效法向应力法
        6.2.3 预应力损失补强加固试验验证
    6.3 承载能力极限状态截面抗弯承载力加固设计方法研究
        6.3.1 旧桥加固中的通用计算方法和一般规定
        6.3.2 粘贴钢板加固设计方法
        6.3.3 粘贴纤维复合材料加固设计方法
        6.3.4 有粘结主动加固设计方法
        6.3.5 无粘结主动加固设计方法
    6.4 本章小结
第七章 结论及建议
    7.1 主要研究结论
    7.2 创新点
    7.3 进一步研究工作展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢

(4)体外预应力混凝土节段梁弯剪性能研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 预应力混凝土节段梁发展及应用现状
        1.2.1 预应力混凝土节段梁发展历程
        1.2.2 体外预应力混凝土节段梁国内应用现状
    1.3 研究现状
        1.3.1 体外预应力混凝土节段梁抗弯性能研究现状
        1.3.2 体外预应力混凝土节段梁抗剪性能研究现状
    1.4 研究内容及思路
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 总体思路
第2章 体外预应力混凝土节段梁抗弯性能分析模型
    2.1 概述
    2.2 考虑剪力滞效应的纤维梁单元模型研究
        2.2.1 剪力滞效应
        2.2.2 理论模型建立
        2.2.3 单元二次开发
        2.2.4 模型验证
    2.3 体外束滑移索单元模型研究
        2.3.1 理论模型
        2.3.2 单元开发
        2.3.3 模型验证
    2.4 接缝力学模型
    2.5 体系模型应用
        2.5.1 缩尺模型试验分析
        2.5.2 实桥试验分析
    2.6 本章小结
第3章 体外预应力混凝土节段梁抗弯承载力简化计算方法
    3.1 概述
    3.2 各因素对抗弯性能的影响规律分析
    3.3 既有计算公式及其适用性分析
    3.4 抗弯承载力建议计算方法
        3.4.1 建议计算方法
        3.4.2 方法验证
    3.5 本章小结
第4章 体外预应力混凝土节段梁抗剪性能试验研究
    4.1 概述
    4.2 试验方案
        4.2.1 试件设计
        4.2.2 试件制备
        4.2.3 材性测试
        4.2.4 试验加载方案
        4.2.5 试验量测方案
    4.3 试验结果
        4.3.1 主要试验结果
        4.3.2 试件破坏现象
        4.3.3 结构承载力及变形特征
        4.3.4 混凝土应变
        4.3.5 普通钢筋应变
        4.3.6 预应力束应力变化
    4.4 试验分析
        4.4.1 影响因素对比分析
        4.4.2 各组份抗剪贡献分析
        4.4.3 规范中抗剪承载力计算公式适用性分析
    4.5 本章小结
第5章 弯剪复合作用下体外预应力混凝土节段梁承载机理分析
    5.1 概述
    5.2 弯剪复合作用下精细有限元模型分析方法
        5.2.1 分析模型框架
        5.2.2 钢筋混凝土结构轴-剪复合作用下的本构模型
        5.2.3 考虑滑移效应的预应力束单元开发
        5.2.4 键齿接缝简化模拟方法
        5.2.5 加载控制方法
    5.3 试验梁失效分析
    5.4 基于桁架-拱理论的节段梁结构承载机理分析
    5.5 本章小结
第6章 考虑弯剪复合作用的体外预应力混凝土节段梁分析模型
    6.1 概述
    6.2 考虑弯剪相互作用的节段梁单元模型
        6.2.1 单元力学特性需求分析
        6.2.2 单元理论模型
        6.2.3 节段间接缝的等效模拟方法
        6.2.4 单元状态的迭代计算
        6.2.5 纤维的材料本构模型
        6.2.6 纤维截面剪应变不均匀分布的计算方法
    6.3 计算程序的设计及开发
    6.4 模型验证与应用
        6.4.1 混合配束节段梁弯剪性能分析
        6.4.2 全体外配束节段梁弯剪性能分析
    6.5 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 论文主要研究成果
    7.2 主要创新点
    7.3 尚需进一步研究的问题
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(5)节段预制胶拼受弯构件抗裂性研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 节段预制拼装技术简介
    1.2 国内外节段预制拼装桥梁应用现状
        1.2.1 国外应用现状
        1.2.2 国内应用现状
    1.3 国内外节段预制拼装桥梁研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 应用研究存在的问题
    1.5 本文研究内容
2 节段预制胶拼梁抗裂性计算
    2.1 引言
    2.2 普通混凝土构件抗裂性计算公式
        2.2.1 国内外混凝土抗裂性早期研究
        2.2.2 铁路梁抗裂性计算
    2.3 节段预制胶拼构件的抗裂性计算方法
        2.3.1 国内铁路规范采用方法
        2.3.2 国内公路规范采用方法
        2.3.3 城市轨道桥梁规范采用方法
        2.3.4 美国AASHTO规范采用方法
    2.4 工程案例抗裂性公式与北京交大前期研究
        2.4.1 串联梁抗裂性建议公式
        2.4.2 曹增华、李学斌等人研究建议公式
        2.4.3 潮白河大桥采用公式
        2.4.4 某城际铁路桥采用公式
        2.4.5 北京交大前期研究
    2.5 本章小结
3 节段预制胶拼混凝土梁试验
    3.1 试验目的
    3.2 试验梁的设计
        3.2.1 试验梁尺寸
        3.2.2 试验梁配筋
        3.2.3 试验梁参数汇总
    3.3 试验梁制作
        3.3.1 试验梁材料参数
        3.3.2 节段浇筑与养护
        3.3.3 节段拼装
        3.3.4 预应力张拉
    3.4 试验梁测试加载
        3.4.1 测试设备
        3.4.2 测点布置
        3.4.3 加载方案
    3.5 本章小结
4 胶拼梁试验现象与数据分析
    4.1 试验梁开裂荷载与承载力分析
        4.1.1 胶拼受弯构件抗裂性分析
        4.1.2 试验梁受弯承载力分析
    4.2 试验现象与裂缝发展
        4.2.1 1.84 m试验梁试验现象与裂缝发展
        4.2.2 2.08m试验梁试验现象与裂缝发展
    4.3 试验梁变形性能研究
        4.3.1 试验梁荷载-位移曲线
        4.3.2 胶接缝位移与加载点处位移对比
    4.4 应变结果分析
        4.4.1 荷载作用下胶接缝与混凝土的应变差异
        4.4.2 平截面假定验证
        4.4.3 预应力钢筋应力
    4.5 本章小结
5 胶拼试验梁有限元模拟
    5.1 概述
    5.2 材料本构关系
        5.2.1 混凝土本构关系
        5.2.2 钢材本构关系
        5.2.3 环氧树脂结构胶本构关系
    5.3 试验梁有限元模型建立
        5.3.1 钢筋与混凝土相互作用模拟
        5.3.2 单元类型与网格划分
        5.3.3 胶接缝的模拟
        5.3.4 预应力施加与加载
    5.4 有限元数值分析结果
        5.4.1 荷载位移曲线分析
        5.4.2 结构损伤与裂缝发展
        5.4.3 胶接缝处弹模对结构受力影响分析
        5.4.4 胶拼质量对结构受力影响分析
    5.5 本章小结
6 CFRP预加固胶拼构件研究
    6.1 CFRP预加固技术
        6.1.1 CFRP加固技术应用研究
        6.1.2 CFRP预加固胶拼构件技术提出
    6.2 胶拼抗折构件制作与加载
        6.2.1 构件设计
        6.2.2 构件制作
        6.2.3 试验加载
    6.3 试验现象与结果
        6.3.1 试验现象与破坏形态
        6.3.2 抗折试验结果分析
    6.4 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(6)超高性能混凝土节段预制拼接梁抗弯性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外UHPC抗弯性能研究现状
        1.2.1 国内外UHPC梁受弯性能研究现状
        1.2.2 国内外拼装梁受弯性能研究现状
    1.3 本文研究的主要内容
第二章 UHPC拼接梁抗弯性能试验研究
    2.1 试验梁设计
        2.1.1 试验梁设计尺寸及参数
        2.1.2 试验梁浇筑与养护
        2.1.3 材料性能测试
        2.1.4 试验梁加载装置及测点布置
        2.1.5 预应力张拉及试验梁加载
    2.2 试验主要实验结果
        2.2.1 试验梁的破坏形态
        2.2.2 荷载-挠度关系
        2.2.3 钢绞线应力变化规律
        2.2.4 最大裂缝宽度
        2.2.5 应变分布规律
        2.2.6 破坏截面压应变变化
    2.3 本章小结
第三章 UHPC节段预制拼接梁有限元模拟研究
    3.1 UHPC和预应力钢绞线本构选取
        3.1.1 UHPC材料本构
        3.1.2 预应力钢绞线本构关系
    3.2 UHPC节段预制拼装梁有限元模型
        3.2.1 钢筋混凝土有限元建模方式
        3.2.2 材料的本构模型
        3.2.3 ABAQUS模型的建立
    3.3 模拟试验主要结果
        3.3.1 荷载-跨中挠度曲线
        3.3.2 模拟梁的破坏形态
        3.3.3 主要模拟数据
    3.4 参数分析
        3.4.1 混凝土强度的影响
        3.4.2 预压应力的影响
        3.4.3 键齿数量的影响
        3.4.4 键齿深度的影响
    3.5 本章小结
第四章 UHPC节段预制拼接梁正截面承载力计算
    4.1 节段预制拼接梁现有的设计方法
    4.2 节段预制拼接梁抗弯特性分析
    4.3 建议UHPC节段预制拼装梁抗弯承载力计算公式
        4.3.1 基本假定
        4.3.2 节段预制拼装梁正截面承载力计算
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    主要结论
    展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文
致谢

(7)预应力钢丝绳-聚氨酯水泥加固钢筋混凝土梁抗剪性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 预应力钢丝绳-聚氨酯水泥复合加固技术的提出
        1.2.1 预应力钢丝绳加固技术
        1.2.2 聚氨酯水泥加固技术
        1.2.3 预应力钢丝绳-聚氨酯水泥加固技术
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 钢筋混凝土梁抗剪加固技术研究现状
        1.3.2 聚氨酯水泥研究现状
    1.4 本文研究内容和技术路线
2 聚氨酯水泥的材料性能试验研究
    2.1 引言
    2.2 聚氨酯水泥的制备过程
        2.2.1 原材料
        2.2.2 制备过程
    2.3 聚氨酯水泥配合比的选择
        2.3.1 配合比设计
        2.3.2 抗压和抗折试验
        2.3.3 试验结果分析
    2.4 聚氨酯水泥弯曲性能试验研究
        2.4.1 试件制备
        2.4.2 试验方法和装置
        2.4.3 弯曲试验结果分析
    2.5 聚氨酯水泥疲劳性能试验研究
        2.5.1 疲劳试验方法的选择
        2.5.2 试验方案的设计
        2.5.3 疲劳试验结果分析
        2.5.4 疲劳寿命预测
    2.6 本章小结
3 预应力钢丝绳-聚氨酯水泥抗剪加固RC梁试验研究
    3.1 引言
    3.2 试件设计
    3.3 试验材料
    3.4 试件制作过程
        3.4.1 试验梁浇筑施工
        3.4.2 预应力钢丝绳-聚氨酯水泥加固施工
    3.5 试验装置和测点布置
    3.6 试验结果分析
        3.6.1 试验梁破坏过程分析
        3.6.2 荷载-位移曲线分析
        3.6.3 荷载和位移特征点分析
        3.6.4 箍筋应变分析
        3.6.5 混凝土或聚氨酯水泥应变分析
        3.6.6 钢丝绳应变分析
        3.6.7 纵向受拉钢筋应变分析
    3.7 本章小结
4 预应力钢丝绳-聚氨酯水泥抗剪加固RC梁有限元分析
    4.1 引言
    4.2 有限元模型
        4.2.1 材料本构关系模型
        4.2.2 有限元模型的建立
    4.3 有限元分析结果和验证
        4.3.1 荷载位移曲线
        4.3.2 特征荷载
        4.3.3 荷载应变曲线
    4.4 有限元拓展分析
        4.4.1 环境温度对加固梁抗剪性能的影响
        4.4.2 剪跨比对加固梁抗剪性能的影响
        4.4.3 混凝土强度对加固梁抗剪性能的影响
        4.4.4 配箍率对加固梁抗剪性能的影响
        4.4.5 配筋率对加固梁抗剪性能的影响
        4.4.6 原梁损伤程度对加固梁抗剪性能的影响
        4.4.7 钢丝绳配绳率对加固梁抗剪性能的影响
        4.4.8 钢丝绳预应力水平对加固梁抗剪性能的影响
        4.4.9 聚氨酯水泥粘贴方式对加固梁抗剪性能的影响
        4.4.10 聚氨酯水泥粘贴厚度对加固梁抗剪性能的影响
    4.5 本章小结
5 预应力钢丝绳-聚氨酯水泥抗剪加固RC梁抗剪承载力和实用变形计算方法研究
    5.1 引言
    5.2 基于B和D区的抗剪加固梁类型划分
        5.2.1 B区和D区的概念
        5.2.2 加固梁类型划分
    5.3 构件D区拉压杆模型的选择
    5.4 加固梁D区拉压杆模型的建立
    5.5 加固梁剪跨区拉压杆模型
        5.5.1 D-D梁拉压杆模型
        5.5.2 D-B-D短梁拉压杆模型
        5.5.3 D-B-D长梁拉压杆模型
    5.6 加固梁拉压杆模型验证
    5.7 加固梁变形研究
        5.7.1 剪切变形计算的重要性
        5.7.2 拉压杆模型
        5.7.3 斜压杆倾斜角度
        5.7.4 加固梁跨中变形计算
    5.8 本章小结
6 预应力钢丝绳-聚氯酯水泥在实桥抗剪加固中的应用
    6.1 引言
    6.2 实桥工程概况
        6.2.1 实桥一工程概况
        6.2.2 实桥二工程概况
        6.2.3 T梁尺寸和配筋信息
    6.3 实桥T梁破损状况
        6.3.1 实桥一T梁破损状况
        6.3.2 实桥二T梁破损状况
    6.4 抗剪加固方案
        6.4.1 实桥一加固方案
        6.4.2 实桥二加固方案
    6.5 加固效果验证
        6.5.1 静载试验
        6.5.2 加固效果分析
    6.6 所提加固方法与其他方法的对比
    6.7 本章小结
结论与展望
    结论
    创新点
    展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文和专利
致谢

(8)火灾后24米跨预应力双T板有限元分析及加固设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 混凝土和预应力混凝土结构抗火研究现状
        1.2.2 火灾后混凝土和预应力混凝土结构检测加固研究现状
    1.3 主要研究内容
第二章 工程背景及火灾温度判定
    2.1 工程背景
    2.2 火灾后现场概况
    2.3 火灾温度判定
        2.3.1 根据残留物烧损特征判定火灾温度
        2.3.2 根据结构外观特征判定火灾温度
    2.4 本章小结
第三章 火灾后预应力双T板有限元模型的建立
    3.1 火灾工况的划分
    3.2 预应力双T板设计概况
        3.2.1 基本构造
        3.2.2 预应力损失及有效预应力计算
        3.2.3 荷载计算
        3.2.4 双T板有限元实体模型
    3.3 构件截面温度场的确定
        3.3.1 温度—时间曲线
        3.3.2 高温下材料的热工参数
    3.4 火灾后预应力钢绞线高温预应力损失估算方法
        3.4.1 有粘结预应力构件高温预应力损失的影响因素
        3.4.2 高温预应力损失的估算方法
    3.5 材料的力学性能
        3.5.1 常温下材料的力学性能
        3.5.2 高温后混凝土的力学性能
        3.5.3 高温后预应力钢绞线的力学性能
        3.5.4 高温后非预应力筋的力学性能
    3.6 加载方案设计
    3.7 本章小结
第四章 火灾后预应力双T板有限元分析
    4.1 预应力双T板温度场分析
        4.1.1 混凝土温度场分析
        4.1.2 预应力钢绞线温度分析
        4.1.3 高温后预应力钢绞线有效预应力计算
    4.2 未受火预应力双T板静力分析
        4.2.1 荷载—位移曲线分析
        4.2.2 混凝土及预应力钢绞线应力分析
        4.2.3 未受火预应力双T板静力分析总结
    4.3 不同受火工况后预应力双T板有限元分析
        4.3.1 300℃后双T板有限元分析
        4.3.2 500℃后双T板有限元分析
        4.3.3 700℃后双T板有限元分析
    4.4 不同受火工况预应力双T板对比分析
    4.5 本章小结
第五章 火灾后预应力双T板可靠性评定及加固方案设计
    5.1 火灾后预应力双T板可靠性评定
        5.1.1 火灾后预应力双T板可靠性评定标准
        5.1.2 火灾后预应力双T板可靠性评定
    5.2 高温影响后材料力学性能折减系数计算
        5.2.1 C50 混凝土抗压强度及弹性模量折减系数
        5.2.2 1860级钢绞线条件屈服强度折减系数
    5.3 火灾后受损双T板加固的基本原则
    5.4 火灾后预应力双T板加固方案设计
        5.4.1 轻度受损双T板加固方案设计
        5.4.2 中度受损双T板加固方案设计
        5.4.3 严重受损双T板加固方案设计
    5.5 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况

(9)采用钢悬臂拓宽混凝土盖梁的新型组合结构受力性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 桥梁拓宽改造的意义与现状
    1.2 梁式桥拓宽方法
        1.2.1 修建复桥拓宽法
        1.2.2 增设悬挑梁拓宽法
        1.2.3 斜撑杆加宽法
        1.2.4 增设钢-混凝土组合梁拓宽法
        1.2.5 正交异性钢悬臂板拓宽法
    1.3 桥梁拓宽方法总结
    1.4 本文主要工作
        1.4.1 采用钢悬臂拓宽混凝土盖梁的研究意义
        1.4.2 钢悬臂拓宽混凝土盖梁的结构优化设计
        1.4.3 实验验证理论分析的可靠性
        1.4.4 拓宽后整体盖梁力学性能研究
2 钢悬臂拓宽混凝土盖梁方案介绍
    2.1 工程背景
    2.2 拓宽方案的形式与实施过程
    2.3 研究现状
    2.4 采用钢悬臂拓宽混凝土盖梁的优点
3 钢悬臂拓宽混凝土盖梁方案的优化设计
    3.1 有限元在桥梁结构分析中的应用
        3.1.1 概述
        3.1.2 建模方法与分析步骤
    3.2 拓宽后盖梁支座反力计算
    3.3 钢-混组合悬臂极限承载力正交实验设计
        3.3.1 正交实验概述
        3.3.2 实验指标、因子、水平、正交表选定及实验分析
        3.3.3 静力破坏数值模拟
        3.3.4 材料属性
        3.3.5 边界、相互作用、荷载、及分析步的设置
    3.4 正交试验结果分析
        3.4.1 直观分析
        3.4.2 方差分析
        3.4.3 分析与结论
    3.5 拓宽方案选定
4模型实验
    4.1 实验模型概况
    4.2 实验目的
    4.3 实验方案
        4.3.1 实验设计
        4.3.2 实验测试内容,测点布置及加载
        4.3.3 实验步骤
    4.4 实验过程与破坏现象
    4.5 实验结果与数值模拟计算结果对比
        4.5.1 梁端荷载-挠度关系曲线
        4.5.2 钢悬臂承压板与混凝土梁接触面上缘相对位移
        4.5.3 预应力钢绞线内力发展
        4.5.4 混凝土悬臂梁悬臂根部截面上下缘应力
        4.5.5 钢悬臂梁悬臂根部截面底板与腹板下部内力发展
        4.5.6 结果对比的分析与结论
5 整体盖梁的计算分析
    5.1 有限元模型概述
    5.2 材料、边界、相互作用
    5.3 荷载工况
    5.4 结果分析
        5.4.1 钢悬臂结构内力分析
        5.4.2 原混凝土盖梁混凝土内力分析
        5.4.3 原混凝土盖梁内钢筋内力分析
        5.4.4 螺栓和体外预应力钢绞线受力分析
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢

(10)预应力CFRP加固空心板桥试验研究及有限元分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景与意义
    1.2 碳纤维复合材料发展概况
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
        1.3.3 研究现状分析
    1.4 研究内容与技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
第2章 预应力碳纤维板加固技术要点分析
    2.1 设计前提
        2.1.1 病害范围
        2.1.2 适用性要求
    2.2 碳纤维板材选择
    2.3 碳纤维板张拉装置的分析
    2.4 有无粘结预应力加固体系的确定
    2.5 预应力度的研究
    2.6 张拉控制应力的计算
    2.7 锚固系统
        2.7.1 锚栓的比选
        2.7.2 锚固方式的比选
        2.7.3 锚具的选取
    2.8 碳纤维板加固构件的基本验算
        2.8.1 预应力损失计算
        2.8.2 正截面承载力验算
    2.9 本章小结
第3章 试验桥概况及荷载试验分析
    3.1 工程概况
    3.2 桥梁外观检查及病害分析
        3.2.1 桥梁技术状况检查
        3.2.2 试验桥桥梁病害分析
    3.3 桥梁专项检测
        3.3.1 混凝土强度检测
        3.3.2 混凝土碳化深度检测
        3.3.3 检测结论
    3.4 试验桥静载试验分析
        3.4.1 静载试验的目的
        3.4.2 静载试验方案
        3.4.3 试验荷载效率系数确定
        3.4.4 静载试验结果分析
        3.4.5 静载试验结论
    3.5 试验桥动载试验分析
        3.5.1 动载试验目的
        3.5.2 测试内容
        3.5.3 测试方法
        3.5.4 试验结果及分析
        3.5.5 动载实验结论
    3.6 本章小结
第4章 试验桥梁有限元模拟分析
    4.1 加固方案
        4.1.1 确定预应力碳纤维板布置方案
        4.1.2 预应力碳纤维板张拉控制应力的确定
    4.2 有限元模型的建立及数据分析
        4.2.1 主要材料及参数
        4.2.2 全桥模型
    4.3 试验桥承载能力验算
        4.3.1 正截面抗弯承载能力验算
        4.3.2 斜截面抗剪承载能力验算
        4.3.3 抗扭承载能力验算
    4.4 持久状况构件应力验算结果
        4.4.1 正截面混凝土法向压应力验算
        4.4.2 斜截面混凝土主压应力验算
    4.5 短暂状况构件应力验算结果
    4.6 试验桥加固前后结果对比分析
        4.6.1 加固前后应力变化对比
        4.6.2 加固前后挠度变化对比
    4.7 本章小结
结论与展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
作者简介

四、体外预应力混凝土梁有限元分析(论文参考文献)

  • [1]公路简支梁桥上部结构加固方法的试验研究[D]. 秦磐龙. 兰州交通大学, 2021(02)
  • [2]中国桥梁工程学术研究综述·2021[J]. Editorial Department of China Journal of Highway and Transport;. 中国公路学报, 2021(02)
  • [3]在役预应力混凝土桥梁钢束应力状态确定及加固设计方法研究[D]. 郭文龙. 长安大学, 2021
  • [4]体外预应力混凝土节段梁弯剪性能研究[D]. 阎武通. 北京交通大学, 2021(06)
  • [5]节段预制胶拼受弯构件抗裂性研究[D]. 王瑞. 北京交通大学, 2020(03)
  • [6]超高性能混凝土节段预制拼接梁抗弯性能研究[D]. 梁雪娇. 湖南工业大学, 2020(02)
  • [7]预应力钢丝绳-聚氨酯水泥加固钢筋混凝土梁抗剪性能研究[D]. 高红帅. 东北林业大学, 2020(01)
  • [8]火灾后24米跨预应力双T板有限元分析及加固设计[D]. 孙帅. 山东建筑大学, 2020(11)
  • [9]采用钢悬臂拓宽混凝土盖梁的新型组合结构受力性能研究[D]. 夏冬冬. 大连理工大学, 2020(02)
  • [10]预应力CFRP加固空心板桥试验研究及有限元分析[D]. 张文浩. 河北工程大学, 2020(07)

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外置预应力混凝土梁的有限元分析
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