增大截面法加固圬工拱桥界面力学性能分析

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ming20080904
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增大截面法是圬工拱桥加固改造中常用的方法,这种加固方法简便易操作,能显著提高结构刚度,改善受力状况,经过多年的验证其可靠性较好。然而,对于增大截面法加固构件的力学性能方面,常常只是关注结构承载力的提高,关键截面应力指标的变化,大多计算分析也是建立在界面良好粘接的基础之上,对加固层与原结构界面的力学性能研究较少。事实上,结合面一直是加固结构的薄弱面,比较容易出现裂缝及各种缺陷,这在一定程度上必定影响加固效果。  本文借助界面力学相关理论,结合课题组圬工拱桥加固改造工程项目,运用有限元分析软件ANSYS对增大截面法加固圬工拱桥新老混凝土界面的力学性能进行分析,研究界面开裂对加固结构力学性能的影响,所做的工作及得出的结论如下:  1、研究加固结构的二次受力特性,为了考虑加固层的应力应变滞后效应,运用ANSYS里面的“EKILL”、“EALIVE”命令来“杀死”、“激活”外包条带,以实现对结构二次受力的模拟;  2、研究新老混凝土粘接机理,得出新老混凝土结合面粘结抗剪强度,确定界面开裂判定准则;  3、在加固层与原拱圈间建立接触单元(TARGE170、CONTA174),接触算法采用增广拉格朗日乘子法,试算法确定接触刚度比例因子的合理取值,非线性求解分析得出两侧拱脚1/4~3/8跨范围内接触摩擦应力较大,接触面易出现滑移破坏;  4、分析1/4~3/4跨界面开裂状态下结构的力学性能,对比分析开裂前后活载作用下各关键截面应力指标,得出结论:开裂对原拱圈结构受力较为不利,同时造成加固层的利用不足。最后,针对界面开裂病害提出相应的防治措施及处理建议。
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