预应力钢—混组合梁桥的长期行为分析及修复加固研究

作     者：何超超 

作者单位：浙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：项贻强

授予年度：2016年

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：钢-混组合梁 长期性能 界面滑移 变形 应力增量 病害 

摘      要：钢-混组合梁由于具备良好的结构性能和经济性而越来越多的被应用于桥梁工程建设领域。在钢-混组合梁桥施加预应力能够扩大组合结构弹性工作范围,减小使用荷载作用产生的变形,提高疲劳和断裂性能。本文以体外预应力钢-混组合梁桥为研究对象,从长期性能和修复加固两个角度出发,对体外预应力钢-混组合梁桥的界面滑移、长期变形、体外预应力筋应力增量以及常见病害和加固策略进行了分析研究。主要研究内容及成果如下：1)针对现行规范中钢-混组合梁桥设计时对界面滑移考虑不足的问题,基于线性滑移和混凝土钢梁之间无掀起的假定,采用龄期调整有效弹性模量法考虑混凝土徐变,推导考虑桥面板混凝土长期性能的钢-混组合梁长期滑移计算公式。通过算例分析对比验证,证明所推导公式的正确性,且更具一般性和适用性。2)基于整体和分离体的平衡方程,应变协调关系及钢和混凝土材料的本构关系,采用龄期调整有效弹性模量法考虑混凝土徐变,推导了考虑长期滑移效应的体外预应力组合梁长期挠度计算公式。算例分析表明考虑界面滑移效应会导致的组合梁长期变形计算结果增加,设计规范给出的长期挠度公式计算结果偏小。3)基于力法和能量法,考虑转向块摩擦影响分别推导三种布筋形式的体外预应力组合梁预应力筋应力增量计算公式。选取算例进行分析计算,结果与规范拟合公式结果进行对比,证实了推导公式的正确性和规范试验拟合公式的适用性。4)对现有在役钢-混组合桥梁的常见病害进行详细调查总结,对病害的成因进行了探讨分析,并从设计的角度提出减少组合梁病害发生的关键要点,最后总结了常见病害的加固策略,重点对施加横向预应力加固组合梁桥的剪力键横向抗剪验算方法做了探讨。