预应力混凝土箱梁桥抗火性能研究

作     者：房帅平 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐岳

授予年度：2011年

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：桥梁工程 箱梁 火灾 温度场 有限元分析 

摘      要：随着我国社会经济和交通建设的快速发展,交通事故率增长较快,交通基础设施风险也随之增多。火灾作为风险之一,引起的桥梁损伤事故越来越多。桥梁火灾阻碍桥梁正常交通,甚至导致大桥倒塌,造成的直接经济损失和社会损失也越来越严重。由于火灾试验的费用较高以及火灾试验条件的限制,对桥梁抗火性能进行试验研究存在困难。论文采用有限元方法,对桥梁工程普遍采用的预应力混凝土箱梁桥进行抗火性能研究,主要研究内容如下： （1）借鉴国内外关于预应力钢筋和混凝土热工性能随温度变化的研究成果,分析预应力钢筋和混凝土热工性能随温度变化的规律,确定合适的材料热工性能指标作为研究箱梁截面火灾温度场的依据。 （2）采用瞬态分析方法,对箱梁截面火灾温度场进行非线性分析,研究箱梁截面在标准升温情况下的火灾温度场分布特点,并分析受火时间,保护层厚度,截面尺寸和受火面数量对箱梁截面火灾温度场的影响。 （3）基于国内外预应力钢筋和混凝土高温下和高温后力学性能的研究成果,分析不同温度下预应力钢筋和混凝土的高温力学性能,确定合适的高温力学性能指标作为研究预应力混凝土箱梁桥火灾反应的依据。基于有限元计算温度应力,确定预应力混凝土箱梁桥火灾反应分析的方法和步骤。 （4）采用热-结构耦合分析方法,研究预应力混凝土简支箱梁桥的火灾反应,得到不同保护层厚度下预应力筋温度和跨中挠度随受火时间的变化及火灾后与常温下荷载-挠度关系的变化。研究预应力混凝土连续箱梁桥不同跨受火的火灾反应,得到最不利受火位置及最不利受火位置下连续箱梁桥截面应力和支反力变化规律。