混凝土T梁双侧加固的试验与理论研究

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随着我国经济和基础设施建设的迅速发展,桥梁作为重要的交通枢纽,荷载等级在不断提高。而早期修建的桥梁由于损伤破坏和超载等因素的影响,导致桥梁承载能力逐渐降低,无法满足现代化交通的需求,进而引起桥梁安全问题。因此,通过不同加固技术提高桥梁承载能力,延长其运营寿命,满足交通需求的同时减少经济损失是研究的重点。基于我国在桥梁加固改造领域的研究现状和现实需求,深入研究桥梁加固技术,探索新的加固方法具有十分重要的意义。本文的主要工作如下:(1)对国内外桥梁加固领域的研究现状进行归纳整理,现有的加固主要聚焦于梁体受拉侧,单侧加固结构的承载能力提升有限。在分析对比现有加固方法基础上,对双侧加固(在混凝土梁底张拉体外预应力刚束的同时在梁顶锚粘钢板)方法做进一步的研究。(2)依据加固技术原理,设计了5片混凝土T梁进行弯曲破坏试验,通过试验数据分析了不同加固方式下梁的受力性能和抗弯承载能力的提升情况。试验结果表明,在受拉侧加固和双侧加固时,预应力的存在能够有效的延缓裂缝的产生和开展,提高了钢筋混凝土T梁的抗裂性能。受压侧加固可以增大试验梁的延性,且钢板和混凝土之间在结构胶粘结和螺栓锚固的双重作用下没有发生钢板剥离或者滑移失效等现象,说明钢板和混凝土可以很好地共同工作。双侧加固在提高梁体刚度的同时对其变形性能也能起到较好的改善作用。双侧加固的抗弯承载力提升幅度高于单侧加固,说明双侧加固可以解决单侧加固承载能力不足的问题。(3)利用ANSYS软件建立加固梁模型,对梁体加载全过程进行数值模拟分析,并与试验结果对比,发现数值模拟结果和试验结果具有较好的一致性。进一步验证了试验结果的可靠性。在对加固梁的开孔损伤以及孔边应力问题进行数值模拟分析中发现在翼缘板开孔会导致孔洞附近产生应力集中现象。(4)根据试验结果和数值模拟数据以及相关文献的研究成果,提出受压侧锚粘钢板加固的抗弯承载力修正系数,并结合现行公路桥梁加固设计规范和混凝土设计原理建立了双侧加固钢筋混凝土T梁正截面抗弯承载能力计算公式。
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