粘钢加固预应力混凝土箱梁力学性能研究.doc

粘钢加固预应力混凝土箱梁力学性能研究在工程中,随着使用年限的增长,以及年久失修、设计缺陷、荷载等级提高等各种因素的影响,许多预应力混凝土箱梁存在诸如桥梁开裂,承载力降低等安全隐患。因此,对结构进行补强加固以其经济方便的优势成为目前工程实践中的主要手段。粘钢加固方法相较于其他加固方法,坚固耐用、对结构影响小,可利用钢板的抗拉性能大幅度提高桥梁抗弯承载力。本文的研究工作基于上述背景,采用Abaqus有限元软件,对粘钢加固预应力混凝土带缝箱梁的力学性能进行分析,主要工作包括:(1)对粘钢加固预应力混凝土小箱梁进行全过程分析,并归纳、总结混凝土桥梁数值模拟过程中的主要问题与解决方法。(2)基于有限元理论与方法,结合混凝土箱梁特点,采用混凝土塑性损伤模型,建立30m预应力混凝土通用小箱梁的有限元模型,并通过与足尺试验对比,验证模型的可靠性。(3)在上述模型的基础上,在箱梁底部预制裂缝并粘贴钢板,研究钢板面积、裂缝高度以及预应力筋有效预应力等因素对粘钢加固箱梁的破坏形态和力学性能的影响。模拟结果表明:随既有裂缝高度的增大,有效预应力的减小,箱梁的抗弯承载力和刚度随之降低;粘贴钢板可有效提高带缝箱梁的抗弯承载力。(4)提出粘钢加固带缝预应力混凝土简支箱梁正截面抗弯承载力的计算方法,引入裂缝影响系数,并对模型计算结果进行线性回归分析,确定裂缝高度和裂缝影响系数之间的函数关系。