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第一部分 HRB500钢筋在桥梁工程中的应用研究3

第1章 绪论3

1.1 引言3

1.2 无黏结预应力混凝土结构特点及研究现状4

1.3 HRB500级钢筋的性能及在桥梁工程中的应用研究概况5

1.4 研究的背景及意义6

1.4.1 研究背景6

1.4.2 研究意义6

第2章 无黏结部分预应力混凝土梁的设计制作8

2.1 引言8

2.2 试验梁的设计制作8

2.2.1 试验梁的设计参数8

2.2.2 试验梁的施工制作11

第3章 无黏结部分预应力混凝土梁受弯性能的试验研究13

3.1 无黏结部分预应力混凝土梁试验研究13

3.1.1 试验概况13

3.1.2 非预应力筋应变、预应力筋应力及混凝土应变17

3.1.3 裂缝开展及其规律23

3.1.4 挠度变化规律23

3.1.5 试验梁受力特点及破坏特征27

3.1.6 基本试验结果28

3.2 无黏结部分预应力混凝土梁预应力筋极限应力增量分析28

3.2.1 影响无黏结预应力筋极限应力增量的因素分析28

3.2.2 无黏结部分预应力混凝土梁预应力筋极限应力增量的计算方法30

3.2.3 无黏结部分预应力混凝土梁预应力筋极限应力增量分析36

3.3 无黏结部分预应力混凝土梁正截面抗弯承载力分析37

3.4 无黏结部分预应力混凝土梁挠度分析39

3.4.1 试验梁挠度计算方法39

3.4.2 试验梁挠度计算值与实测值对比分析41

3.5 无黏结部分预应力混凝土梁正截面抗裂性能分析44

3.6 无黏结部分预应力混凝土梁裂缝间距分析45

3.7 无黏结预应力筋应力增量与跨中挠度关系分析47

第4章 HRB500钢筋在实桥中的应用研究51

4.1 工程概况51

4.2 HRB500钢筋设计指标53

4.3 配置HRB500钢筋桥梁的现场试验53

4.3.1 试验目的53

4.3.2 试验方法54

4.3.3 右幅桥梁受力钢筋变换情况54

4.3.4 试验内容54

4.3.5 试验方案54

4.3.6 试验结果及分析57

4.4 配置HRB500级钢筋的节材效益分析57

4.4.1 情况57

4.4.2 经济效益分析58

4.4.3 社会效益58

4.5 本章小结58

第二部分 空心板梁桥设计新方法研究63

第5章 绪论63

5.1 研究背景63

5.2 问题提出64

5.3 桥梁加固方法65

5.3.1 桥面补强层加固法66

5.3.2 增大截面与配筋加固法66

5.3.3 体外预应力加固法66

5.3.4 粘贴钢板加固法67

5.3.5 改变结构形式加固法68

5.3.6 增设主梁加固法68

5.3.7 锚喷混凝土加固法68

5.3.8 增设横梁加固法69

5.3.9 粘贴纤维布（板）加固法69

5.4 加固效果评定指标69

5.5 国内外加固研究现状69

第6章 空心板桥破坏情况及原因简述71

6.1 装配式空心板桥破坏形态71

6.2 原因分析72

6.2.1 设计理念的偏差72

6.2.2 铰缝施工工艺的影响73

6.2.3 其他因素74

6.3 本章小结74

第7章 现有荷载横向分布系数计算理论分析76

7.1 引言76

7.2 荷载横向分布理论76

7.3 计算方法77

7.3.1 铰接板法77

7.3.2 刚接板法80

7.3.3 有限单元法82

7.3.4 计算方法对比83

7.4 本章小结85

第8章 空心板桥模型及加固86

8.1 引言86

8.2 基于ANSYS的有限元分析86

8.2.1 有限元模型建立86

8.2.2 荷载处理与边界条件88

8.3 有限元模型分析88

8.3.1 空心板桥体外预应力加固原理及影响因素88

8.3.2 模拟计算工况89

8.3.3 因素一：体外预应力大小90

8.3.4 因素二：体外预应力钢筋桥长方向布置95

8.3.5 因素三：体外预应力钢筋桥深方向位置96

8.3.6 因素四：铺装层厚度97

8.3.7 因素五：铰缝深度98

8.4 不同跨径桥梁加固方案探究99

8.5 本章小结101

第9章 空心板梁桥试验模拟分析103

9.1 引言103

9.2 板桥模型试验简况及加载工况103

9.2.1 模型试验简况103

9.2.2 试验工况104

9.3 试验测试内容和方法105

9.3.1 试验测试内容105

9.3.2 测点布置和测试方法106

9.4 静载试验结果及分析106

9.4.1 预应力大小改变对挠度的影响106

9.4.2 梁深位置对挠度的影响109

9.4.3 纵向预应力筋布置对挠度的影响110

9.5 本章小结113

第三部分 预应力梁的破坏机理研究117

第10章 绪论117

10.1 概述117

10.2 桥梁安全性研究的意义117

10.3 国内外桥梁安全性研究综述118

10.4 荷载试验在桥梁安全性研究中的应用119

10.4.1 静荷载试验119

10.4.2 动荷载试验119

10.4.3 公路桥梁荷载试验的一般程序120

第11章 试验梁的设计与施工121

11.1 试验目的及工程概况121

11.1.1 试验目的121

11.1.2 工程概况121

11.2 试验梁材料的基本性能122

11.2.1 混凝土材料的力学性能122

11.2.2 普通钢筋的力学性能123

11.2.3 预应力钢筋的力学性能123

11.2.4 锚具与支座材料的规格及性能123

11.3 试验梁的内力计算123

11.3.1 试验T梁的永久作用效应计算124

11.3.2 试验T梁的可变作用效应计算125

11.3.3 试验T梁的荷载作用效应总汇及加载控制荷载计算130

11.3.4 试验T梁配筋图132

11.4 本章小结135

第12章 试验梁的加载与测点布置136

12.1 试验梁基础设计136

12.2 加载装置设计136

12.2.1 锚筋轴向拉力设计值计算137

12.2.2 锚筋截面面积应满足的要求137

12.2.3 锚筋的有效锚固长度计算137

12.2.4 锚筋布置137

12.2.5 加载梁及加载梁梁帽选择138

12.3 测试项目与测点布置140

12.3.1 试验测试的项目及方法140

12.3.2 具体试验梁的测点布置143

12.4 加载实施与控制145

12.4.1 试验加载阶段划分145

12.4.2 试验梁加载方案145

12.4.3 试验梁加载稳定时间控制146

第13章 试验结果分析147

13.1 试验T梁实测试验结果分析147

13.1.1 正常使用状态结果分析147

13.1.2 开裂状态结果分析148

13.1.3 正常使用极限状态的分析149

13.1.4 极限承载能力（破坏）状态的分析149

13.2 试验箱梁实测试验结果分析150

13.2.1 正常使用状态结果分析150

13.2.2 开裂状态结果分析151

13.2.3 正常使用极限状态分析151

13.2.4 极限承载能力（破坏）状态分析152

13.3 试验T梁的预应力损失分析152

13.4 有黏结预应力混凝土结构使用阶段预应力钢筋的应力分析153

第四部分 高墩简支变连续梁桥抗震性能研究159

第14章 绪论159

14.1 先简支后连续梁桥的发展概况159

14.1.1 先简支后连续梁的优点159

14.1.2 国内外研究现状160

14.2 先简支后连续梁桥抗震研究概况161

14.2.1 地震及震害161

14.2.2 先简支后连续梁桥的震害分析161

14.2.3 先简支后连续梁桥抗震现状163

第15章 先简支后连续梁桥动力特性分析164

15.1 结构自振特性分析基本理论164

15.1.1 动力学有限元方程的建立164

15.1.2 特征值的求解方法166

15.2 依托工程基本资料166

15.2.1 邢汾高速公路某大桥166

15.2.2 建模说明168

15.3 单片梁模型的分析170

15.3.1 静力等效原理170

15.3.2 自振频率分析171

15.4 全桥模型的分析173

15.4.1 基础模型自振特性的研究173

15.4.2 上部结构设计参数对结构自振特性的影响177

15.4.3 下部结构设计参数对结构自振特性的影响180

15.5 本章小结183

第16章 先简支后连续梁桥的时程分析185

16.1 时程分析法的基本理论185

16.1.1 Newmark数值求解法的基本原理185

16.1.2 阻尼矩阵的确定187

16.2 研究采用的地震波187

16.3 弹性时程分析计算结果189

16.3.1 模型的建立189

16.3.2 模型的加速度反应191

16.3.3 模型的速度反应195

16.3.4 模型的位移反应199

16.3.5 模型的内力反应204

16.4 减隔震设计桥梁抗震性能的量化分析206

16.5 本章小结211

参考文献213