基于裂缝特征的pc简支梁损伤刚度评估方法

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1、第31卷第4期长安大学学报(自然科学版)Vol.31No.42011年7月JournalofChangpanUniversity(NaturalScienceEdition)Jul.2011文章编号:1671-8879(2011)04-0039-06基于裂缝特征的PC简支梁损伤刚度评估方法1,2112赵煜,周博,贺拴海,葛耀君(1.长安大学公路学院,陕西西安710064;2.同济大学桥梁工程系,上海200092)摘要:为了研究预应力混凝土(PC)梁桥下挠与开裂后的结构性能评估方法,基于预应力混凝土简

2、支梁的弯曲裂缝统计特征,考虑材料非线性特征,采用截面数值分析法,建立截面平衡迭代格式和截面损伤刚度表达式,提出了基于裂缝特征的预应力混凝土简支梁损伤刚度评估方法。分别采用规范法、基于实际裂缝特征的方法以及截面平衡分析法进行了模型桥验证。试验结果表明,截面一旦开裂,截面刚度迅速衰减,挠度迅速增大,刚度的衰减呈前快后慢的特点。采用本文提出的计算方法得到的荷载挠度曲线最接近于试验值。关键词:桥梁工程;预应力混凝土梁;损伤刚度;截面分析;裂缝统计特征中图分类号:U448.21文献标志码:ADamagesti

3、ffnessassessmentmethodbasedonfracturecharacteristicsofPCsimply-supportedbeam1,2112ZHAOYu,ZHOUBo,HEShuan-hai,GEYao-jun(1.SchoolofHighway,ChangpanUniversity,Xipan710064,Shaanxi,China;2.DepartmentofBridgeEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)A

4、bstract:InordertostudytheevaluationmethodofstructuralperformanceofPCbeamaftercrackinganddeformation,aniterationmethodofsectionequilibriumandanexpressionofdamagebendingrigidityareputforwardwiththesectionnumericalanalysisandmaterialnonlinearityan-alysisb

5、asedonfracturecharacteristicsofPCsimply-supportedbeam.Thedamagestiffnessanaly-sismethodofPCsimply-supportedbeamispresented.Accordingtothemodeltest,theresultsshowthat,oncethesectioniscracked,thebendingrigiditywilldeclineaccompaniedbythein-creasingdeform

6、ation,andtheload-displacementcurveintestisconsistentwiththeoneinusingtheoreticalmethod.2tabs,9figs,9refs.Keywords:bridgeengineering;prestressedconcretebeam;damagestiffness;sectionanalysis;statisticalcrackingcharacteristic随着预应力混凝土桥梁运营时间的延长,很大一部0引言[1-3]分

7、出现了不同程度的开裂与下挠病害。国内外随着交通事业的发展,预应力混凝土桥梁因其学者和工程技术人员对预应力混凝土梁的研究主要自重轻、跨越能力大、耐久性好等优点而备受青睐。集中在桥梁开裂下挠的原因分析、影响结构下挠和收稿日期:2010-10-16基金项目:国家自然科学基金项目(50908017);国家西部交通建设科技项目(200831881270)作者简介:赵煜(1974-),男,陕西西安人,副教授,工学博士,E-mail:zhaoyury@126.com。40长安大学学报(自然科学版)2011年[4-

8、6]开裂的主要因素及提出相应的处置对策。如何式中:A=0.15;Eu=0.0038;E0=0.002;R0为峰值简单有效地评估开裂损伤的预应力混凝土梁实际刚应力。度,从而对损伤预应力混凝土桥梁使用状态和安全(3)普通钢筋及预应力钢束采用线弹性本构关性进行评估,在中国尚属空白,急需开展相关研究工系,计算式为[6-8]作。本文基于预应力混凝土简支梁的弯曲裂缝Rs=EsE(4)统计特征,考虑材料非线性特征,采用截面数值分析Rp=EpE法,提出了基于实测弯曲裂缝损伤参数的预应