采用后张拉纤维使一座受损钢桁架桥的功能得到加强
摘要
本研究计画调查钢桁架桥在受弯时的性能和对局部腹板损伤和随后的后张拉加固方法。本研究采用了一种结合实验尺度模型的方法利用商用有限元软件RISA三维生成的数值计算机模型。利用试验数据对数值模型进行了验证，并进一步推广到参数化研究中和频率控制的桥梁，损坏和加强的状态。损伤的存在和严重程度严重影响桥梁的整体安全可靠性。此外，在损伤情况下高阶模态更容易受到振型和频率变化的影响。采用该加固方法可以恢复桁架的挠度，减小构件的受力。
鸣谢
我想感谢几个在设计实验，进行实验，确定合适的数值模拟程序并撰写了该作品的手稿过程中帮助过我的人。一个研究生，Amer Hmidan，对实验测试程序和测试监控的使用提供了深入的见解。他经常在实验室里，这对测试结果的质量有显著的影响。还有，北达科他州机械工程系的Majura Selekwa博士非常慷慨的提供电子监控设备在研究的实验测试过程中帮助了收集数据。我的导师吉米·金博士在指导这项工作的过程中发挥了重要作用。他在研究加固桥梁的理论方法方面的经验以及用于评价已建成桥梁的性能的方法有助于确定评价钢桁架桥梁损伤效果的最适当方法和加固桥梁的结果。
特别感谢北达科他州立大学土木工程系对实验测试要求和数值建模所需软件的财政支持。
还有许多人对这项工作进行了深思熟虑的讨论其他有助于我理解研究过程和学术写作的作品文章。感谢在我的研究生生涯中与我共事的所有人。
导读
在参加麦克奈儿学者项目的本科阶段，我所做的工作让我对攻读研究生学位更加感兴趣。正是北达科他州立大学这个项目的负责人真正促使我找到自己的激情，并在这个领域继续深造。由于麦克奈尔学者计划及其主任，凯·莫丁(Kay Modin)，我探索了攻读硕士学位和获得土木工程理学硕士学位的选择。除了麦克奈尔学者计划提供的支持和影响力，我的学术生涯也得到了父母的大力支持。他们始终鼓励我“找到自己的激情”和“无论做什么都要做到最好”，这也是他们完成这篇论文的动力。
前言
桥梁的用途和作用一直吸引着我，尤其是桁架桥。与其他类型的桥梁相比，我发现桁架桥最有趣的地方是，它们能够以最小的静载与活载比“搭建”相对较大跨度的桥梁。从最初的新桥梁设计概念到现有桥梁的修复方案，桁架桥所展示的材料的相对简单和有效的应用，提供了有趣的设计挑战。此外，钢桁架桥以适当的张拉和压缩构件布置来支撑重物的能力提供了相对具有挑战性的设计考虑，如果正确分析，可以为工程师提供有益的结果。因此，我一直对钢桁架桥梁的设计和工作感兴趣。作为北达科他州立大学(NDSU)的一名本科生，我有机会参与AISC/ASCE学生钢桥竞赛，最初激发了我对土木/结构工程这一领域的兴趣。在参加了一年的比赛后，我决定明年尝试亲手设计这座桥。在我主导NDSU钢桥团队的第一年，我们制作了一座非常有竞争力的桥，最终在全国比赛中获得了第二名。在我主导钢桥队的第二年，我们最终赢得了全国学生钢桥比赛。在有了这种程度的经历后后，我对研究损伤对钢桁架桥性能的影响非常感兴趣。一些文献的初步回顾表明，关于钢桁架桥梁损伤影响的实验工作很少，关于修复钢桁架桥梁的最新技术应用的文献更是少之又少。在Jimmy Kim博士的指导下，我能够将研究的重点放在这条道路上，更好地理解损伤和随后的加固对钢桁架桥梁性能的影响。
目录
文摘.........................................................................................iii
确认...................................................................................................iv
贡献................................................................................................. .v
前言...................................................................................................vi
表格列表...........................................................................................xii
图表列表..........................................................................................xiii
缩略语表..........................................................................................xv
符号列表..........................................................................................xvi
附件的列表数据.............................................................................xviii
第1章 介绍......................................................................... ..1
1.1概要........................................................................................... 1
1.2目标........................................................................................... 3
1.3范围........................................................................................... 4
1.4论文的轮廓............................................................................... 6
第2章 文献综述................................................................. 8
2.1与桥梁相关的问题....................................................................8
2.1.1设计问题...............................................................................8
2.1.2环境问题...............................................................................9
2.2桁架分类................................................................................... 9
2.3应用程序为玻璃钢...................................................................10
2.4后张拉力......................................................................... ........14
第3章 局部损坏对钢桁架桥的影响....................16
3.1概要...........................................................................................16
3.2介绍............................................................................................16
3.3研究意义....................................................................................19
3.4实验方案....................................................................................20
3.4.1材料和桁架系统....................................................................20
3.4.2损伤模拟...............................................................................20
3.4.3加载和仪表...........................................................................21
3.5数据模型....................................................................................22
3.6实验结果和模型预测................................................................23
3.6.1静态特性..............................................................................23
3.6.1.1损伤指数.........................................................................23
3.6.1.2应变响应.........................................................................25
3.6.1.3损坏桁架系统的额定值.................................................25
3.6.1.4应变能.............................................................................28
3.7动态行为...................................................................................29
3.7.1振型..................................................................................... .29
3.7.2频率...................................................................................... 31
3.8可靠性分析............................................................................. 32
3.8.1安全指数.............................................................................. 32
3.9总结和结论...................................................... .......................38
后张拉碳纤维布筋加固损伤钢桁架桥的功能研究
4.1概要......................................................................................40
4.2介绍......................................................................................40
4.3实验意义..............................................................................42
4.4实验项目..............................................................................43
4.4.1材料.........................
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资料编号：[2197]
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