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钢筋混凝土桥面板疲劳数值分析方法

中国公路学报 2012年第1期25卷 59-66页

作者：朱劲松闫广鹏天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

为了模拟车辆荷载作用下桥面板的疲劳损伤退化过程,提出了针对公路钢筋混凝土桥面板疲劳失效过程的数值分析方法。首先在各国相关试验与研究的基础上,通过编制合理的荷载谱,将复杂的车辆荷载进行简化等效;然后提出了高周循环荷载下受弯... 详细信息

为了模拟车辆荷载作用下桥面板的疲劳损伤退化过程,提出了针对公路钢筋混凝土桥面板疲劳失效过程的数值分析方法。首先在各国相关试验与研究的基础上,通过编制合理的荷载谱,将复杂的车辆荷载进行简化等效;然后提出了高周循环荷载下受弯构件中钢筋与混凝土材料的疲劳本构关系,基于ABAQUS软件对一试验板建模分析,验证了疲劳本构关系的正确性;最后,对某实际钢筋混凝土桥面板进行疲劳数值分析与疲劳寿命预测。结果表明:该桥面板的抗疲劳寿命满足要求;所建立的材料疲劳本构关系能够有效模拟钢筋和混凝土在循环加载过程中力学性能的衰减规律。

关键词：桥梁工程钢筋混凝土桥面板数值模拟疲劳本构关系等效荷载

裂缝对钢筋混凝土桥面板的抗落石冲击性能影响研究

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裂缝对钢筋混凝土桥面板的抗落石冲击性能影响研究

作者：骆文茹西南科技大学

学位级别：硕士

由于西部山区的路桥多依山而建,所以桥梁经常遭受落石的撞击,山区岩石崩塌引起的落石很容易会对桥梁造成损坏,这在一定程度上影响了桥梁的正常使用。同时,钢筋混凝土桥面板在使用中,由于车辆等外载荷作用,混凝土板表面会出现裂缝,若桥... 详细信息

由于西部山区的路桥多依山而建,所以桥梁经常遭受落石的撞击,山区岩石崩塌引起的落石很容易会对桥梁造成损坏,这在一定程度上影响了桥梁的正常使用。同时,钢筋混凝土桥面板在使用中,由于车辆等外载荷作用,混凝土板表面会出现裂缝,若桥梁的承重构件本身还带裂缝工作的话,那么冲击荷载对桥梁的影响将会更加严重。所以,研究带裂缝钢筋混凝土桥面板的动力响应具有重要的现实意义与工程价值。基于此,本文利用数值模拟仿真软件LS-DYNA,建立了钢筋混凝土板的数值模拟模型,对文献中已有的落锤试验进行了有限元模拟,通过对比试验中的冲击力峰值、最大挠度、支反力峰值和破坏状态,以及沙漏能控制来保证数值模拟方法和参数的准确性后,分别建立了板底跨中带纵向裂缝和横向裂缝的钢筋混凝土桥面板模型,探究了裂缝的长度、宽度、深度,落石冲击速度,落石直径的改变对其动态力学性能的影响。得出的主要研究结论如下:(1)随着裂缝尺寸的增大,带纵向和横向裂缝板的冲击力峰值均呈现减小趋势,相反,板的跨中位移峰值均随裂缝尺寸的增大而增加。对于带纵向裂缝的桥面板来说,冲击力对裂缝深度最敏感,而对于带横向裂缝的桥面板而言,冲击力对裂缝长度最敏感。(2)对带纵向和横向裂缝两个板分析得出冲击力峰值和跨中位移峰值与落石冲击速度、落石直径呈正比;冲击速度和落石直径的改变对跨中位移的影响要大于对冲击力的影响;冲击力和跨中位移对落石直径的敏感度要大于对冲击速度的敏感度。(3)在冲击荷载的作用下,带纵向和横向裂缝板的板底均会出现正向“十”字形交叉裂缝,而无裂缝板板底出现的是斜向“十”字形交叉裂缝。裂缝不是匀速扩展的,裂缝的扩展速率在前期较快,而后呈下降趋势。

关键词：钢筋混凝土桥面板落石冲击裂缝数值模拟

钢筋混凝土桥面板全寿命成本影响因素敏感性分析

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混凝土 2018年第1期 154-157页

作者：杨晓明杨亮辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000 雪城大学土木与环境工程学院纽约美国雪城13244

钢筋混凝土桥面板维护的全寿命成本受多种因素的影响,为有效降低全寿命成本,对各个因素的敏感性进行分析是十分必要的。通过对一实际在役钢筋混凝土桥梁的桥面板维护的全寿命成本进行分析,调整各个参数在一定范围内变化,观察全寿命成本... 详细信息

钢筋混凝土桥面板维护的全寿命成本受多种因素的影响,为有效降低全寿命成本,对各个因素的敏感性进行分析是十分必要的。通过对一实际在役钢筋混凝土桥梁的桥面板维护的全寿命成本进行分析,调整各个参数在一定范围内变化,观察全寿命成本随之的变化情况,以此来分析各个参数的敏感性。结果表明:各参数的敏感程度依次为折现率、日均车流量、车辆行驶成本、绕路时间、铺设LSDC成本、去除破损混凝土成本。该结果为降低钢筋混凝土桥面板维护的全寿命成本提供一定的指导依据。

关键词：钢筋混凝土桥面板全寿命成本敏感性分析折现率车流量

钢筋混凝土桥面板保护层厚度对冲切强度的影响

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科技导报 2014年第36期32卷 93-97页

作者：杨秋宁毛明杰张文博宁夏大学土木与水利工程学院宁夏节水灌溉与水资源调控工程技术中心银川750021

目前在筋混凝土桥面板冲切破坏机理的研究中,多数国家规范用冲切强度计算公式均未将保护层厚度作为计算参数。为揭示钢筋混凝土桥面板抗拉侧保护层厚度对其静力冲切强度的影响规律,采用中国规范用公式、Matsui公式及自行推导公式,对16... 详细信息

目前在筋混凝土桥面板冲切破坏机理的研究中,多数国家规范用冲切强度计算公式均未将保护层厚度作为计算参数。为揭示钢筋混凝土桥面板抗拉侧保护层厚度对其静力冲切强度的影响规律,采用中国规范用公式、Matsui公式及自行推导公式,对16块不同保护层厚度的钢筋混凝土板试件的理论强度进行计算,通过比对3个公式的计算结果与实验结果的差异,分析了保护层厚度对混凝土板的作用机理,并对自行前期推导的计算公式进行评价、完善,提出新的采用保护层作用系数的计算方法。算例的比较结果表明,新提出的钢筋混凝土板冲切强度计算公式适用范围较广且精度得以提高。

关键词：钢筋混凝土桥面板冲切强度保护层厚度压缩强度有效板厚

钢筋混凝土桥面板合理耐用设计及疲劳寿命评估

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钢筋混凝土桥面板合理耐用设计及疲劳寿命评估

作者：缪文辉长安大学

学位级别：硕士

影响混凝土结构耐久性的因素很多,在以往的研究中,主要针对混凝土材料在大气环境、氯离子侵蚀环境、冻融环境和干湿交替环境进行研究,较少考虑荷载因素,对于混凝土结构构造方面的研究更是少。本文在已有的混凝土结构耐久性研究的基础上... 详细信息

影响混凝土结构耐久性的因素很多,在以往的研究中,主要针对混凝土材料在大气环境、氯离子侵蚀环境、冻融环境和干湿交替环境进行研究,较少考虑荷载因素,对于混凝土结构构造方面的研究更是少。本文在已有的混凝土结构耐久性研究的基础上,提出混凝土桥面板的合理耐用设计,同时提出混凝土桥面板的疲劳寿命预测模型,并进行了相关分析。本文的研究工作主要有以下几个方面:1.对混凝土结构的耐久性研究现状进行总结,并在大量调研的基础上针对混凝土桥面板的耐久性病害进行分析归纳,得到本论文研究的必要性和可行性。2.根据构造合理性原则,采用ANSYS分析软件建立全桥和部分桥面板的子模型,通过改变混凝土桥面板截面及配筋的相关构造,使其应力更加均匀,变形更加流畅,钢筋和混凝土受力更加协调,并在构造上提出桥面板的防水措施。3.结合现有混凝土结构的耐久性理论研究,对车轮荷载作用下的混凝土桥面板耐久性寿命进行评估,对一般大气环境和氯离子侵蚀环境下影响桥面板耐久性的混凝土保护层厚度、钢筋直径、混凝土强度及桥面板自身厚度进行分析。4.在疲劳损伤累积理论下,提出车轮荷载作用下混凝土桥面板的疲劳寿命预测模型及桥面板疲劳损伤用S-N曲线,模型中同时考虑了混凝土和分布钢筋的抗疲劳作用,同时比较了英国BS5400、欧洲规范Eurocode和美国AASHTO规范中标准疲劳车在桥面板疲劳寿命评估中的差异及超载对桥面板使用寿命的影响,提出应严格治理超载20%以上的车辆。

关键词：钢筋混凝土桥面板耐久性车轮荷载疲劳寿命评估标准疲劳车 S-N曲线超载

裂缝对钢筋混凝土桥面板的抗冲击性能影响研究

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结构工程师 2023年第6期39卷 35-43页

作者：骆文茹陶俊林西南科技大学土木工程与建筑学院绵阳621010

钢筋混凝土桥面板在使用过程中,由于车辆等外荷载作用,混凝土结构表面会产生裂缝。为了研究裂缝对钢筋混凝土桥面板抗冲击性能的影响,采用数值模拟的方法,通过改变裂缝长度、宽度、深度,分析这些参数对含跨中裂缝的钢筋混凝土桥面板抗... 详细信息

钢筋混凝土桥面板在使用过程中,由于车辆等外荷载作用,混凝土结构表面会产生裂缝。为了研究裂缝对钢筋混凝土桥面板抗冲击性能的影响,采用数值模拟的方法,通过改变裂缝长度、宽度、深度,分析这些参数对含跨中裂缝的钢筋混凝土桥面板抗冲击性能的影响。抗冲击性能主要通过冲击力、跨中位移进行表征,结果表明:在其他相同条件下,含跨中裂缝的钢筋混凝土桥面板的抗冲击力随裂缝的长度、宽度、深度的增大而减小,呈负相关,而跨中位移则相反,与之呈正相关;裂缝尺寸的变化对板抗冲击力的影响大于对板跨中位移的影响,抗冲击力对裂缝深度最敏感;在受到冲击后,无裂缝板板底出现斜向“十”字形交叉裂缝,而带裂缝板板底出现正向“十”字形交叉裂缝。

关键词：钢筋混凝土桥面板冲击荷载裂缝抗冲击性能数值模拟

新老混凝土粘结补强在某钢筋混凝土桥面板加固整修中的应用

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土木工程学报 2003年第4期36卷 82-85页

作者：张雷顺韩菊红郭进军李平先郑州大学

采用新老混凝土粘结补强技术 ,进行了 4块平面尺寸为 5 0 0 0mm× 95 0mm、龄期为 2 5年的足尺钢筋混凝土桥面板粘结新混凝土的粘结性能试验研究。在此基础上 ,对一建造在水闸建筑物顶部的装配式钢筋混凝土简支梁式板桥 ,进行了全桥面... 详细信息

采用新老混凝土粘结补强技术 ,进行了 4块平面尺寸为 5 0 0 0mm× 95 0mm、龄期为 2 5年的足尺钢筋混凝土桥面板粘结新混凝土的粘结性能试验研究。在此基础上 ,对一建造在水闸建筑物顶部的装配式钢筋混凝土简支梁式板桥 ,进行了全桥面板的新老混凝土叠合整修加固处理。近 5年的实际运行表明 ,该新老混凝土叠合整修加固方法经济可行。

关键词：钢筋混凝土桥面板加固粘结补强简支梁

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钢纤维掺量对钢筋混凝土桥面板冲切性能影响

震灾防御技术 2019年第3期14卷 584-590页

作者：单东萌杨秋宁毛明杰张尚荣宁夏大学土木与水利工程学院

通过对钢纤维体积率为0和0.38%的双向板试件进行冲切试验,得到试件的破坏形态、钢筋和混凝土荷载-应变规律等,进而量化评估钢纤维掺量对钢筋混凝土桥面板冲切性能的影响。结果表明:钢纤维体积率为0与0.38%的试件相比,相同荷载作用下后... 详细信息

通过对钢纤维体积率为0和0.38%的双向板试件进行冲切试验,得到试件的破坏形态、钢筋和混凝土荷载-应变规律等,进而量化评估钢纤维掺量对钢筋混凝土桥面板冲切性能的影响。结果表明:钢纤维体积率为0与0.38%的试件相比,相同荷载作用下后者的钢筋、混凝土应变较小;首条裂缝的出现时间推迟;试件在冲切破坏时挠度变形较大且板底表面混凝土脱落较少。

关键词：冲切强度钢纤维钢筋混凝土桥面板破坏形式

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有效高度对钢筋混凝土桥面板冲切强度的影响

工业建筑 2019年第2期49卷 60-65页

作者：王文娇杨秋宁毛明杰张尚荣宁夏大学土木与水利工程学院银川750021

有效高度是影响钢筋混凝土桥面板抗冲切承载力的主要因素之一。为了探究其对混凝土板冲切强度的影响,完成了有效高度不同的混凝土桥面板冲切试验,得到桥面板的破坏模式、钢筋和混凝土应变变化规律等,进而量化评估有效高度变化对混凝土... 详细信息

有效高度是影响钢筋混凝土桥面板抗冲切承载力的主要因素之一。为了探究其对混凝土板冲切强度的影响,完成了有效高度不同的混凝土桥面板冲切试验,得到桥面板的破坏模式、钢筋和混凝土应变变化规律等,进而量化评估有效高度变化对混凝土桥面板冲切强度的影响。对已完成15块板的试验数据,结合文献资料对各国混凝土结构设计标准提出的桥面板冲切强度计算式进行对比分析并对其进行修正。结果表明:提高板的有效高度可以有效提高混凝土桥面板的抗冲切承载力;修正后计算结果与试验值进行比较,吻合程度较好。

关键词：有效高度钢筋混凝土桥面板冲切强度破坏模式