钢筋锈蚀对高墩抗震性能的影响开题报告
2020-04-06 11:10:38
1. 研究目的与意义(文献综述)
从十九世纪后半叶开始,混凝土中配置钢筋组合成钢筋混凝土的建筑材料开始出现,随后钢筋混凝土也开始作为主要的桥梁建筑材料,并且发展十分迅速。从最开始的对钢筋混凝土结构的物理力学性能的不了解到越来越完善的经验及理论体系,发展至今,随着人们对钢筋混凝土力学性质的不断研究和广泛的试验,到19世纪末、20世纪初,终于造出较为符合力学原理、配筋相对合理的桥梁结构。于是,钢筋混凝土开始作为合格的材料被普遍用于桥梁建筑。而当中高墩桥梁就是非常重要的一个领域。中国作为一个地域辽阔的国家,山区平原分布都比较复杂,海洋地域分布也十分宽广。随着我国交通行业的迅速发展,尤其是高等级公路的兴建,越来越多的高墩桥梁结构被用于交通道路中,首先是山区,地形复杂,地理环境恶劣,而高墩桥梁有着山区交通巨人的作用,可以很好的连接各种山崖溪谷和复杂地貌,几乎可以说是千米一高桥。再就是跨海大桥,我国经济实力的不断提高和我国沿海地区经济快速发展的需要,跨海大桥作为经济发展基础设施,从而导致高墩桥梁的不可替代的作用。而跨海大桥有着跨度大,水动力状况复杂,施工难度大,技术要求高以及投资总量大等特点,因此,筑建一座各方面性能都达到要求的高墩桥梁显得特别重要。其中一项极其重要的要素就是抗震性能。
四川汶川地震的桥梁震害深刻的启示高墩桥梁的抗震性能的重要性。由于国内外都缺乏高桥墩经受高烈度地震的经验,故而想要震害后修复是十分困难的。那么就要求我们一开始就设计修筑出达到一定强度抗震要求的高桥墩。国内外许多震害表明,桥墩是桥梁结构体系中最易遭受地震破坏的构件[1]。而影响高墩抗震性能的因素当中有日常环境浸蚀,包括混凝土碳化和钢筋锈蚀。其中钢筋腐蚀是钢筋混凝土桥墩所面临的最大的耐久性问题。特别是在环境相当恶劣的海洋中的跨海大桥和山区中的高墩桥梁,海洋大气中的盐雾腐蚀是跨海桥梁设计和建造过程中必须重视的课题。[2]
针对高墩桥梁对抗震性能的需求以及迫切性,国内外许多专家学者对高墩桥梁的抗震性能及钢筋锈蚀的影响做了很多深入的研究。
2. 研究的基本内容与方案
钢筋混凝土墩柱中的纵向钢筋是受力和抵抗变形的主要抗体,是保证承载力所必需的结构构件。当结构中混凝土在各种因素作用下发生耐久性劣化,出现裂缝和损伤,容易导致钢筋锈蚀。由于纵向钢筋的直径和截面积小,锈蚀后的强度将显著降低,使结构的承载力严重折减而产生安全问题。
针对这一课题,毕业设计包含的主要内容有:查阅相关文献,了解桥梁的抗震性能及其分析方法、了解钢筋锈蚀对墩柱受力性能的影响;熟悉结构有限元opensees分析的基本过程和原理,掌握一种有限元分析软件建立桥梁结构计算模型的基本内容和过程。进一步了解考虑钢筋锈蚀的钢筋混凝土高墩有限元模拟方法。并通过实例,采用有限元分析法对考虑钢筋锈蚀的高墩抗震性能进行研究。
最后得出研究结论,分析钢筋混凝土锈蚀对桥梁高墩抗震性能的具体影响。
3. 研究计划与安排
第1周:查阅相关文献资料,仔细阅读设计任务书,明确研究内容。
第2周:了解研究所需的基本知识及所要掌握的软件,安装并熟悉所需的工具,为后续毕业设计论文工作做好准备。
第3周:确定研究方案,完成开题报告。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 丁剑霆, 姜淑珍, 包峰. 唐山地震桥梁震害回顾[j]. 世界地震工程, 2006(01):68-71.
[2] 张俊萌, 方从启, 朱杰. 受腐蚀钢筋混凝土墩柱抗震性能试验研究[j]. 工业建筑, 2015(03):100-104.
[3] 杨荣生. 高墩桥梁抗震研究现状[j]. 黑龙江科技信息, 2017(08):167.