火灾下PC梁桥预应力损失研究及灾后损伤评价方法

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随着社会经济高速发展,我国道路桥梁基础建设进入了崭新的发展阶段,但是近年来,梁桥遭受火灾事故时有发生,且多为预应力混凝土梁桥,高温对混凝土和预应力筋的力学性能及热工参数造成了不同程度的影响,对桥梁的结构安全构成了严重威胁,甚至导致桥梁垮塌事故。因此,有必要对预应力混凝土梁桥在火灾高温下的抗火性能进行研究,对受损伤结构进行及时、科学的损伤评估,提出合理的加固方案,切实恢复结构的安全和使用性能,适用社会经济发展需要。
　　本文研究了国内外有关混凝土和预应力筋的力学性能参数及热工参数随温度变化规律,给出了适用于本文预应力混凝土结构温度场分析的热工参数,及适用于预应力混凝土结构变形分析所需的力学性能参数。
　　基于材料热工参数、力学性能参数及模型计算结果,提出了预应力混凝土构件在火灾高温下的有效预应力损失计算公式,采用通用有限元分析软件对预应力混凝土矩形梁在荷载、预应力及高温共同作用下混凝土强度随不同受火时间的响应进行了全过程分析,揭示了火灾环境下预应力混凝土结构变形规律;基于预应力混凝土箱梁在荷载、预应力及高温共同作用下有效预应力随不同受火时间的响应进行了全过程分析,揭示了火灾环境下预应力混凝土结构变形规律。基于混凝土强度损伤及有效预应力损失对PC梁变形的贡献,得到了混凝土强度与有效预应力对结构变形的权重比值。
　　研究了火灾后预应力混凝土结构评估的任务、内容、过程和步骤,建立了针对预应力混凝土梁桥火灾高温后的损伤诊断程序,基于横张增量法原理,综合考虑超声波回弹对混凝土强度检测,给出了火灾后混凝土强度损伤等级评定标准及有效预应力损失等级评定标准,以及火灾后预应力混凝土梁桥损伤综合评价标准。
　　通过桥梁火灾工程实例验证了本文研究成果,对预应力混凝土桥梁火灾事故分析、评估及加固的应用具有一定的参考价值。

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作者
武余波;
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作者单位

长安大学;

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授予单位长安大学;
学科桥梁与隧道工程
授予学位硕士
导师姓名赵小星;
年度 2013
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类预应力钢筋混凝土桥;
关键词
预应力混凝土桥梁; 火灾环境; 损伤评估; 热工参数; 力学性能;

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