横向裂缝对预应力连续梁桥力学性能的影响研究

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预应力混凝土连续桥梁服役后箱梁出现裂缝,是我国目前普遍存在的一种桥梁病害,它对桥梁服役安全性产生重要影响并构成安全隐患。对在役的带裂缝工作桥梁的工作状态做出准确的评估,即是迫切需要解决的工程实际问题,亦是桥梁加固工作的基础。为了充分认识桥梁开裂之后的强度、刚度的折损情况及变化规律,并在此研究基础上进一步为在役桥梁性能评定提供计算保证,本文开展了受弯横向裂缝对混凝土连续梁桥的力学性能的影响分析研究,具体内容如下:  (1)基于大型通用有限元软件ABAQUS建立了预应力混凝土连续梁桥模型,在桥梁通常出现裂缝的位置对裂缝进行模拟,分析了预应力混凝土连续梁桥在受弯横向裂缝损伤之后的静、动力力学性能,具体包括梁体各控制截面的挠度、底板应力、腹板应力以及结构的固有频率。  (2)通过改变受弯横向裂缝的宽度、深度、位置以及数量等控制参数,分析得到了结构中横向裂缝对桥梁各控制截面的挠度、底板应力、腹板应力及结构各阶固有频率的折损情况以及变化影响规律。  研究结果表明:随着受弯横向裂缝宽度的增大、深度的增加、数量的增加,桥梁结构的刚度以及强度等性能都在逐渐下降。其中横向裂缝的宽度对其影响最大。当裂缝出现在固定支座附近时,结构的各阶固有频率变化较大;出现在其他部位,其变化幅度较小。通过该规律可以确定结构损伤之后裂缝的位置以及开裂深度。  本文的研究可以为带裂缝工作的预应力混凝土连续梁桥的力学性能快速评估提供参考,并为桥梁的设计及养护工作提供一定的合理化建议。
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