预应力砼梁板火灾后力学性能与承载力评价
Evaluation of Mechanical Properties and Bearing Capacity of Prestressed Concrete Beam and Slab Exposed to Fire
桥梁是交通运输网络的重要组成部分,为安全、顺畅和舒适的行车环境提供了重要保障,对促进国民经济发展和国防具有重要作用.随着交通量的增加,大型超载车辆和运输危险品的车辆越来越多,火灾事故频发,轻则导致桥梁外观损毁,重则导致交通瘫痪甚至桥梁倒塌,不仅损耗了大量的财力物力,也极大地影响到了正常的交通运输.预应力混凝土空心板桥具有自重轻,造价低,施工工艺成熟等特点而得到广泛应用.预应力混凝土桥梁在火灾作用下,混凝土和钢筋材料其原有的热工参数和力学参数都出现了不同程度的折减,导致桥梁结构外观损伤和承载力降低,并影响到结构的耐久性.因此,需针对火灾后配筋混凝土桥梁开展承载能力评价,合理判定其使用性能,以便提出相应处置对策.本文依托于交通运输部应用基础研究项目-"公路配筋混凝土桥梁火灾损伤机理与承载力评定研究",采用有限元软件(ABAQUS)建立火灾桥梁损伤模型,揭示桥梁火灾后混凝土内部温度场分布状况以及高温后对钢筋与混凝土粘结力的影响规律;通过对火灾后实体梁板开展二次火灾试验,确定梁板在不同火灾工况下技术状况损伤状况,并通过静载试验评价火灾后梁板承载力状况.本文主要研究内容如下:(1)对火灾实体桥梁进行技术状况评定,确定桥梁技术状况等级,提出火灾桥梁的处置措施.(2)建立桥梁火灾损伤有限元分析模型,合理选取混凝土和钢筋力学参数和热工参数,对梁体混凝土进行温度场进行分析;并通过梁体实体火灾实验,实测不同火灾工况下温度传递梯度,进而揭示梁体内部温度分布规律.(3)对实体构件进行火灾实验,实测不同火灾工况下钢筋与混凝土粘结力退化状况,进而得出不同火灾工况对粘结力的影响.(4)选取火灾后梁板进行二次火灾试验,测定不同火灾工况下梁板混凝土微观性能及结构回弹值、碳化深度、强度等指标变化情况,得出其火灾后技术状况退化规律;同时,通过对梁板开展静载试验,得出不同火灾工况下梁板的承载力状况,确定桥梁在不同火灾工况下梁板承载力变化规律.
- 作者：
- 杨国栋
- 学位授予单位：
- 山东交通学院
- 专业名称：
- 交通运输工程(专业学位)
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2018年
- 导师姓名：
- 王保群；徐嵩基
- 中图分类号：
- U441
- 关键词：
- 预应力空心板梁板；温度场；粘结力；数值仿真
- Prestressed hollow beam and slab; Temperature field; Cohesive force; The numerical simulation;