鋼筋混凝土斜拉橋壽命期內極限承載力演化規律研究

《鋼筋混凝土斜拉橋壽命期內極限承載力演化規律研究》是依託湖南大學，由楊鷗擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：鋼筋混凝土斜拉橋壽命期內極限承載力演化規律研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：楊鷗
• 依託單位：湖南大學

中文摘要

目前橋樑結構設計時，雖然荷載效應考慮了設計基準期內以某一機率出現的極值，但並未考慮橋樑結構的抗力退化現象。而斜拉橋在服役過程中，因環境侵蝕、疲勞積累效應和超載車輛的作用，其受力構件不可避免地出現損傷，抗力不斷退化。本項目針對我國橋樑結構的現狀，尤其是在健康監測系統大量套用後，研究基於結構健康監測/檢測的斜拉橋壽命期內失效模式及整體極限承載力的分析方法。具體包括：1、研究基於結構健康監測/檢測的有限元模型靜動力混合修正方法，獲取結構在分析狀態下的精確有限元模型；2、研究基於時變有限元模型及結構抗力退化規律的斜拉橋整體失效模式及其極限承載力的逐步推覆分析方法，即根據監測的荷載模型或規範所規定的荷載模型，逐級漸進的施加到結構有限元模型上，直至結構達到其極限承載力，相應的力學模型即為結構的失效模式。3、將上述方法套用於我國北方一座幹線斜拉橋，分析其壽命期內整體失效模式及極限承載力的演化規律

結題摘要

在嚴格遵守項目計畫的前提下，課題組針對斜拉橋結構在服役過程中，因環境侵蝕、疲勞積累效應和超載車輛的作用，其受力構件出現損傷，抗力不斷退化的問題，通過數值模擬與試驗相結合的研究方法開展了系統、深入的研究。目前，已圓滿完成了各項既定研究內容，取得了系列創造性研究成果，並完全滿足項目結題驗收要求。 1. 提出基於健康監測數據的時變有限元模型修正方法。建立與實際狀態相符的有限元模型是本項目研究的前提和基礎，本項目在有限元模型的建立和修正過程中，不僅考慮了斜拉橋結構在運營過程中性能退化以及結構體系的變化，而且考慮了不同類型的修正參數對結構靜力和動力性能的敏感性的不同。 2. 鏽蝕鋼筋混凝土構件的性能退化試驗研究。利用靜電流加速試驗方法製作了三組不同腐蝕程度的鋼筋混凝土梁，進行靜力性能試驗和落錘試驗，研究鋼筋鏽蝕導致鋼筋混凝土梁的靜力性能及抗衝擊性能退化的規律。 3. 建立基於損傷演化的斜拉橋極限承載力分析方法。首先，利用結構的檢測/監測數據，建立於實際結構狀態相符的有限元模型，並分析構件的耐久性損傷，在此基礎上計算考慮抗力退化的構件的極限承載力；然後，在有限元模型上施加逐級漸進的車輛荷載，分析各構件的內力狀態；最後，將荷載效應超過抗力的主梁截面設定為塑性鉸，改變結構體系，繼續施加車輛荷載，直至結構承受的車輛荷載達到最大值，對應的變結構體系和車輛荷載分別為主梁整體失效模式和極限承載力。採用上述研究方法，對我國北方某座幹線斜拉橋在運營期內的失效模式和極限承載力進行追蹤分析，研究該橋在服役期內的失效模式和極限承載力的演化規律。