用户名: 密码: 验证码:
茶林河桥碳纤维加固的非线性有限元分析
详细信息    本馆镜像全文|  推荐本文 |  |   获取CNKI官网全文
摘要
本文以焦柳线处于损伤状态的茶林河预应力混凝土铁路桥为研究对象,主要进行了以下几方面的研究:
     1.对伤损桥梁采用碳纤维材料进行加固处理,并对加固前后的桥梁进行了现场测试。
     2.分析了茶林河预应力混凝土桥的振动特性。用理论解析式计算了茶林河桥的竖向自振频率,为大致判断有限元计算结果的正确性提供理论上的参考值。
     3.采用非线性有限元对茶林河预应力混凝土铁路桥加固前后的性状进行了静、动力特性计算并探讨了桥梁裂纹产生的原因,对桥梁加固效果作了定量的评估,证明了受损的预应力混凝土铁路桥梁采用碳纤维加固可以提高桥梁的承载能力。
     通过研究,实例证明了应用碳纤维材料对铁路运营桥梁加固的可行性,为我国预应力混凝土铁路运营桥梁的补强加固工作提供了一定的参考依据和有效的计算方法。
The research object of this paper is the ChaLin River Bridge- a damaged pre-stressed concrete railway bridge lies in the JiaoLiu Line. The main content of this paper lists as below:
     1. Using carbon fiber reinforced plastic(CFRP) to reinforce the damaged bridge and tested the bridge on scene before and after the reinforcement.
     2. The vibration characteristic of ChaLin River Bridge, a pre-stressed concrete railway bridge, was analyzed. The vertical Nature Frequency of ChaLin River Bridge was calculated by analytic formula and offered the reference value for estimate the validity of results calculated by finite elements approximately in theory.
     3. Nonlinear finite elements were used to analyze the static and dynamic characteristics of ChaLin River Bridge before and after reinforcement and the paper discussed the reason for the appearance of bridge crack. The effect of reinforcement of bridge was estimated quantificational and the validity of CFRP for the reinforcement of damaged pre-stressed concrete railway bridge was proved.
     After analysis, the instance proved the validity of CFRP for reinforcing the railway bridge and the paper offered several reference and effective calculative methods for the reinforcement job for thepre-stressed concrete railway bridge.
引文
[1]韩艳,夏禾,张楠.列车提速下32 m PC简支T梁的横向刚度加固方案研究[J].铁道学报,2005,27(1):91-95
    [2]高岩,沈锐利.提速对桥梁振动与车辆过桥走行性的影响及其对策[J].中国铁道科学.2000.21(2):19-25
    [3]Xia He.Dynamic analysis of train bridge system andits application in steel girder reinforcement[J].Int.Journal of Computer and Structure,2001,(79):1851-1860.
    [4]张楠,夏禾.车桥耦合系统在随机激励下的动力分析及其应用[J].工程力学,2003,20(3):142-149
    [5]包琦玮,罗玲.北京地区混凝土桥梁耐久性设计初步探讨[J].桥梁腐蚀防护与耐久性,2001,(11):20-24.
    [6]苑鹏宇.铁路常用跨度混凝土双片式T型梁桥提速改造加固方法分析(硕士学位论文).北京:北京交通大学,2004
    [7]屈文俊,车惠民.既有铁路混凝土桥梁的病害分析[J].桥梁建设,1995,(4):64-68.
    [8]黄颖.混凝土板桥病害分析及加固方法研究(硕士学位论文).西安:长安大学,2005
    [9]崔国宏.钢筋混凝土桥梁安全检测方法研究(硕士学位论文).武汉:华中科技大学,2006
    [10]包龙生,于玲,黄海,杨炳成.混凝土桥梁损伤诊断及承载力评估述评[J].东北公路,2003,26(4):113-115
    [11]李亚东.既有桥梁评估方法研究[J].铁道学报,1997,19(3):109-115
    [12]莫淑华,韩刚,丁延彬,孙玉瑞,周智.桥梁结构智能监测新技术研究[J].黑龙江工程学院学报,2002,16(4):7-10
    [13]沙丽新,阮欣.桥梁结构健康检测与评估方法发展现状综述[J].青岛建筑工程学院学报,2003,24(4):19-22
    [14]李桂华,许世斌,吴晓媛.大型桥梁动力特性检测方法[J].应用力学学报, 1996,(1)
    [15]卜乐奇,陈星烨.建筑结构检测技术与方法[M].中南大学出版社,2003
    [16]杨文渊.桥梁维修与加固[M].北京:人民交通出版社,1994
    [17]Amir Mirmiran.Behavior of concrete columns confined by fiber composites[J],Journal of Structure Engineering,1997,(5):583-590
    [18]Michel Samaan.Model of concrete confined by fiber composites[J],Journal of Structure Engineering,1998,(9):1025-1031
    [19]P.Fanning.Nonlinear models of reinforced and post-tensioned concrete beams[J],Jounral of Structure Engineering,2001,(2):111-119
    [20]李有丰,林安彦.桥梁检测评估与补强[M].北京:机械工业出版社,2003
    [21]李强.碳纤维布材料在桥梁加固中的运用研究(硕士学位论文).武汉:华中科技大学,2006
    [22]张越芳.碳纤维布加固低强度等级混凝土梁抗剪性能研究(硕士学位论文).上海:同济大学,2006
    [23]R.Capozucca,M.Nilde Cerri.Static and Dynamic behavior of RC beam model strengthen by CFRP-sheets[J].Construction and Building Materials,2002,(16):91-99
    [24]Arduini M.,Nanni A.Behaviour of precracked RC beams strengthen with carbon FRP sheets[J].Journal of Composite Construction,1997,(2):63-70
    [25]M.Arduini and A.Nanni.Parametric Study of Beams with Externally Bonded FRP Reinforced[J].ACI Structural Journal,1997,94(5)
    [26]R.Quantrill,L.Hollaway and A.Thorne,Pattl.Experimental and Analytical Investigation of FRP Strengthened Beam Response[J].Mag.Concrete Research,2000,48(177):331-342.
    [27]樊云昌,曹兴国,陈怀荣.混凝土中钢筋腐蚀的防护与修复[M].北京:中国铁道出版社,2001.
    [28]程学昌.CFRP抗弯加固研究及其桥梁工程应用(硕士学位论文).杭州:浙江大学,2006
    [29]李强.碳纤维布材料在桥梁加固中的运用研究(硕士学位论文).武汉:华中科技大学,2006
    [30]张越芳.碳纤维布加固低强度等级混凝土梁抗剪性能研究(硕士学位论文).上海:同济大学,2006
    [31]刘西拉,杨国兴.桥梁健康监测系统的发展与趋势[J].工程力学增刊,1996,增刊:20-29
    [32]刘自明.桥梁工程检测手册[M].北京:人民交通出版社,2002
    [33]张启伟.大型桥梁健康监测概念与监测系统设计[J].同济大学学报,2001,29(1):65-69
    [34]胡大琳.钢筋混凝土桥梁破损模态分析及承载力评价[J].西安公路交通大学学报,1999(4)
    [35]杨勇,王灿,朱新实.既有桥梁结构混凝土现存应力测量与分析[J].中国公路学报,1997(3)
    [36]夏晓梅.现代混凝土桥梁结构检测方法研究(硕士学位论文).合肥:合肥工业大学,2001
    [37]谢开仲,曾悼信,王晓燕.桥梁工程检测技术研究[J].广西大学学报,2003,增刊(自然科学版)(28):208-211
    [38]吴新漩.混凝土无损检测技术手册[M].人民交通出版社,2003
    [39]刘沐宇,袁卫国.桥梁无损检测技术的研究现状与发展[J].中外公路,2002,22(6):34-37
    [40]R.Capozucca,M.Nilde Cerri.Static and Dynamic behavior of RC beam model strengthen by CFRP-sheets[J].Consrtuction and Building Materials,2002,(16):91-99
    [41]Barbara Bonfiglioli,Giovanni Pascale,Sonia Martinez de Mingo.Dynamic Testing of Reinforced Concrete Beams Damaged and Repaired with Fiber Reinforced Polymer Sheets[J].Jounral of Materials in Civil Engineering,2004,(16):400-406
    [42]Li Debao,Zhuge Hongcheng,WangBo.On the Principle and Technique of Experimental Strain Modal Analysis[M].Tsinghua University,1990, 30(2)
    [43]沈柏臣.模态分析在桥梁检定试验中的应用[J].铁道建筑,2002,(9):2-5
    [44]刘汉夫.铁路桥梁模态参数测试方法的探讨[J].世界桥梁,2007,(3):59-61
    [45]Antonio F.Barbosa,Gabriel O.Riberio.Analysis of Reinforced Concrete Sructures Using ANSYSN on linear Concrete Model[J].Computational Mechanics,1998
    [46]Damian Kachlakev,Thomas Miller,Solomon Yim.Finite Element Modeling of Reinforced Concrete Structures Strengthened with FRPL aminates[J].Final Report,2003,(5)
    [47]李国豪.桥梁结构稳定与振动[M].北京:中国铁道出版社,1992
    [48]曾庆元,杨平.形成矩阵的“对号入座”法则与桁梁空间分析的桁段有限元法[J].铁道学报,1986,8(2):48-58
    [49]曾庆元,郭向荣.列车桥梁时变系统振动分析理论及应用[M].北京:中国铁道出版社,1999
    [50]过镇海,时旭东.钢筋混凝土原理和分析[M].北京:清华大学出版社,2003
    [51]李绍俊.基于ANSYS的碳纤维布加固的钢筋混凝土梁的有限元分析(硕士学位论文).锦州:辽宁工程技术大学,2005
    [52]李廉琨.结构力学[M].北京:高等教育出版社,2006
    [53]邹经湘.结构动力学[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1996
    [54]Green M.F.Effects of Vehicle Suspension Design on Dynamics of Highway Bridges[J].Journal of Structural Engineering,1995,121(2):272-282
    [55]Timonshenko S.P.Forced Vibration of Prismatic[M].Bars£(?)Izvestiya Kievskogo Politekhnicheskogo Institute,1908.
    [56]张雷顺,王俊林,祝彦知,郭庆海.弹性力学及有限单元法[M].郑州:黄河水利出版社,2005
    [57]曹雪琴.列车通过时桥梁结构竖向振动分析[J].上海铁道学院学报,1981,2(3):1-15
    [58]沈锐利.高速铁路简支梁桥竖向振动响应研究[J].中国铁道科学,1996,17(3):24-34
    [59]WangT.L.Impactand Fatiguein Open-deck Steel Trussand Ballasted Prestressed Concrete Railway Bridges[J].Illinois Instituteof Technology,1984
    [60]胡人礼.普通桥梁结构振动[M].北京:中国铁道出版社,1988
    [61]谢开仲,曾悼信,王晓燕.桥梁工程检测技术研究[J].广西大学学报,2003,增刊(6):208-211
    [62]刘沐宇,袁卫国.桥梁无损检测技术的研究现状与发展[J].中外公路,2002,22(6):34-37
    [63]William J.Nugent,Mark Moore.Using New echnologies to Monitor and Assess Old Structures[J].IABSE SYMPOSIUM MELBOURNE,2002
    [64]沙丽新,阮欣.桥梁结构健康检测与评估方法发展现状综述[J].青岛建筑工程学院学报,2003,24(4):19-22
    [65]ChangK.Modal Analysis Techni Detection Structural[J].Engineering in Natuaral Hazards Mitigation,1995,13(1):830-988
    [66]王皓,乔建东.桥梁结构动力特性的有限元分析与试验研究[J].公路交通科技,2004,21(6):78-80
    [67]朱伯芳.有限单元法原理与应用[M].北京:中国水利水电出版社,1998
    [68]沈聚敏,王传志,江见鲸.钢筋混凝土有限元与板壳极限分析[M].北京:清华大学出版社,1993.
    [69]李枝军.大型桥梁的动态特性分析和测试方法研究(硕士学位论文).南京:东南大学,2005
    [70]任剑莹,苏木标.铁路连续梁桥竖向有载自振频率研究[J].铁道学报,2005,27(5):111-116
    [71]熊猛,李岗.简析混凝土本构关系模型[J].广西大学学报,2002,27(6):170-172
    [72]周友,徐礼华,鲍华.钢纤维混凝土梁的非线性分析在ANSYS中的实现[J].武汉大学学报,2003,36(4):73-77
    [73]王华倩.大型通用有限元分析软件ANSYS[M].北京:计算机辅助设计与制造,1998
    [74]齐锋,张有才,汤广田.用ANSYS模拟钢筋混凝土的常见问题与对策.焦作工学院学报(自然科学版),22(4),2003
    [75]王小荣.碳纤维布加固混凝土结构有限元分析[J].重庆大学学报,2003,26(2):132-135
    [76]Antonio F.Barbosa,Gabriel O.Riberio.Analysis of Reinforced Concrete Sructures Using ANSYS Nonlinear Concrete Model[J].Computational Mechanics,1998
    [77]中华人民共和国铁道部.铁路桥涵设计基本规范[M].北京:中国铁道出版社,2005
    [78]崔娟玲,郭昭胜.利用Ansys Solid65单元分析钢筋混凝土结构[J].山西建筑,2006,32(1):76-77
    [79]宋一凡,贺拴海.公路桥梁荷载试验与结构评定[M].北京:人民交通出版社,2002
    [80]郑国梁.基于固有频率的碳纤维布加固钢筋砼梁损伤研究(硕士学位论文).镇江:江苏大学,2006
    [81]李杰.用模态分析方法识别混凝土梁桥的自振频率[J].铁道建筑,2004,(2):10-12
    [82]Malek AM,Saadatmanesh H.Analyt ical study of reinforced concrete beams strengthened with web-bonded fibre reinforced plastic plates or fabric[J].ACI Struct J,1998,95(3):343-352.
    [83]任剑莹.铁路连续梁桥竖向有载自振频率研究[J].铁道学报,2005,27(5):111-116
    [84]中华人民共和国铁道部.铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范[M].北京:中国铁道出版,2000

© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号

地址:北京市海淀区学院路29号 邮编:100083

电话:办公室:(+86 10)66554848;文献借阅、咨询服务、科技查新:66554700