现役钢筋混凝土梁桥结构安全性评估方法研究

摘要

桥梁是交通运输体系的枢纽工程，在国民经济和社会生活中起着举足轻重的作用。近年来桥梁事故时有发生，引起各界专业人员、专家和学者对现役桥梁结构的安全性问题日益关注，桥梁结构的安全性评估研究己经成为桥梁工程领域研究的热点问题。 随着我国经济的快速发展和交通量的持续增长，桥梁的安全性问题变得日益突出。国内对安全性评估问题已有较多研究，但尚不够深入。如何在经济和技术允许的条件下，合理评价桥梁的安全性，已经成为一项迫切需要解决的、意义重大的课题。针对这一问题，本文在现有桥梁结构安全性评估方法的基础上，对钢筋混凝土桥梁的安全性评估问题进行了较深入的研究。具体研究工作如下:(1) 对国内外现有的桥梁结构安全性评估方法的现状进行了评述，详细论述了针对中小钢筋混凝土梁式桥的各种评估方法的基本思路及特点，并深入阐述了桥梁安全性评估的内涵，最后提出了通过钢筋混凝土有限元非线性分析，对桥梁结构的安全性进行评定的评估方法。 (2) 阐述了钢筋混凝土梁桥进行非线性分析所采用的材料本构关系、强化模型等钢筋混凝土非线性分析的基本理论。混凝土采用了W-W五参数屈服准则、等向强化模型及分布式裂缝模型，钢筋采用了理想弹塑性模型和随动强化准则。 (3) 对不同的构件，ANSYS有限元软件采用不同的单元模型，例如，本文中混凝土用实体SOLID65单元模拟，钢筋用空间杆单元LINK8单元模拟，从而建立钢筋混凝土梁桥有限元非线性分析计算的分离式模型，并对钢筋混凝土梁桥的承载进行了全过程计算。其后，将ANSYS仿真计算结果与试验结果进行比较，对钢筋混凝土梁桥的结构变形、截面应力和应变的变化、荷载－挠度关系、裂缝变化等进行了分析，从而搞清楚了钢筋混凝土梁桥的实际工作性能。比较结果表明：本文建立的钢筋混凝土梁桥有限元非线性分析计算的分离式模型是正确的、分析方法是可行的。 (4) 对一座现役钢筋混凝土简支T梁桥使用钢筋混凝土梁桥有限元非线性分析计算的分离式模型进行了分析和评估，说明该方法的实际应用性与有效性。