湿热环境下过载疲劳损伤钢筋混凝土T梁的耐久性研究

【摘要】随着我国交通的高速发展,各种载重货车、大平板车、集装箱运输车等的数量和比重逐年增加,加上一些运输单位和个人擅自改装车辆,导致超载超限现象极为普遍,使得公路桥梁遭到严重破坏,极端情况下引起桥梁坍塌而引发灾难性事故。而超载导致的裂纹开展和变形过大等不能恢复的损伤,不但降低了承载主梁的承载能力和刚度,同时也使得承载主梁更易受到环境的侵蚀。本文针对华南地区湿热环境下超载服役的公路钢筋混凝土桥梁,研究了超载以及湿热环境对钢筋混凝土T梁耐久性的影响,主要研究工作和结论如下：1、本文结合广州市环城高速上“治超称重系统”所采集的桥梁实际超载荷载数据,统计了近年来广州市环城高速典型桥梁每个车道的车流量和载荷纪录,结合中小跨径桥梁的设计承载力,得出适用于华南地区的随机车辆超载谱。然后根据”Miner线性累积损伤理论”,结合经典S-N曲线,利用钢筋应力幅与疲劳寿命的对应关系,对随机车辆超载谱进行等效计算,得到了基本保留原超载损伤效应的等幅车辆超载谱。2、本文通过对过载损伤后的钢筋混凝土T梁进行静载试验,研究了过载损伤对试件挠度、裂缝开展、抗弯承载力以及延性的影响。将得到的等幅车辆超载谱以较慢的频率加载到钢筋混凝土试验梁上,模拟桥梁的过载损伤。结果表明,过载损伤使得钢筋混凝土T梁产生了1mm的残余变形和0.04mm的残余裂缝。由于试验梁钢筋在反复受力后产生了一定的冷拉效果,过载损伤梁的强度略为提高,平均增幅了7.6%；而裂缝开展造成了延性的明显下降,平均降幅为33.5%。3、本文通过对干湿循环后的过载损伤梁进行静载试验,研究了干湿循环对过载损伤的钢筋混凝土T梁抗弯承载力和延性的影响。残余裂缝的存在,使得盐溶液中的氯离子更容易进入到混凝土结构中,对钢筋产生直接的腐蚀作用并加快混凝土的老化。试验结果表明,干湿循环使得混凝土结构承载力比损伤后的承载力有所下降,降幅为3.6%,但仍比未损伤的混凝土梁的承载力有所提高,平均增幅为3.7%,但其延性继续降低,平均降幅为47.1%。
【作者】王振海；
【导师】邓军；
【作者基本信息】广东工业大学，工程力学，2014，硕士
【关键词】超载；荷载谱；损伤；钢筋混凝土桥梁；耐久性；

【参考文献】
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