文档介绍：北京交通大学
博士学位论文
活性粉末混凝土桥梁优化设计研究
姓名:闫志刚
申请学位级别:博士
专业:桥梁与隧道工程
指导教师:阎贵平
20060601
摘要活性粉末混凝土切乱淮咔俊⒏吣途眯复合材料。谇帕褐械挠τ镁哂屑跎偾帕航ǔ珊蟮难の薰ぷ鳌⑻岣咔帕赫体性能以及降低桥梁总体造价等方面优势。但是目前对目蒲谐晒嗉杏材料配比优化和基本力学性能研究方面,而对于那帕航峁股杓评砺酆头椒的研究很少。因此,对帕航杏呕杓蒲芯浚佣猂在桥梁工程中的应用提供设计理论和设计方法将有极其重要的意义。本文对预应力稵形简支梁进行了优化设计研究,主要研究成果和结论如下:哂泻芎玫目估阅埽A顺浞掷闷淇估匦裕疚奶岢隽朔蟁实际受力状态的极限承载力计算模式,即窍咝阅J剑诟媚J较禄炷敛允许开裂,使抗裂性和耐久性提高,从而使设计更合理、更经济。疚囊砸糯惴ㄎS呕椒ǎ訟软件为结构分析工具,采用线性模式,对预应力形梁进行了优化计算。为了提高收敛精度和收敛速度,本文根据约束条件的特点,选用了合适的编码方案和遗传操作算子,并基于进化思想,/;在高跨比为挠呕峁校呕孛娉叽缂次B阆咝栽际跫幕窘孛嫠杂Φ尺寸,优化结果除受到蘅估Ρ湓际猓渌窍咝栽际跫挥惺到限制;瘟荷弦碓祷炷裂褂αψ畲笾到鑫睹挥写锏狡浼蘅寡强度,因此安全性得到了提高。莨こ躺杓菩枰#訰非线性模式进行了简化,并对相应的简化计算参数提出了建议,同时本文还给出了普通钢筋的配置原则和配置建议。在此基础上,提出了预应力形梁的简单设计方法,通过简单设计方法和优化结果的比较,验证了该计算方法的可靠性。ü齊瘟耗P褪匝榻峁芍#媚P土捍锏搅松杓频某性亓σG螅且具有很好的抗裂性能和延性性能。通过理论计算和试验结果对比分析可知,在械慕7桨改芎芎玫哪D馐匝榍榭觯佣橹ち瞬捎酶媒7椒ㄋ玫优化结果的可靠性。关键词:活性粉末混凝土桥梁优化设计遗传算法模型试验
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第滦髀选题的背景和研究意义铁路和公路等交通基础设施的建设,在我国西部经济大开发战略中起着决定性的作用。而桥梁作为铁路和公路运输系统重要的一环,在整个交通运输系统中处于极其重要的地位,是交通生命线工程的重要组成部分和枢纽工程。目前常规的混凝土结构及预应力混凝土结构在日照、温度、二氧化碳、干湿循环、交变应力等内外因素的综合作用下,混凝土极易损伤劣化而导致强度与结构安全度降低,从而加剧了混凝土结构的劣化,这大大增加了桥梁建成后的养护维修费用。因此开发研究出少维护、高耐久性的混凝土成为一个亟待解决的关键问题。基于此,铁道部不失时机地提出了活性粉末混凝土,简称发展研究计划,并委托北京交通大学进行相应的研究工作。为此,北京交通大学桥梁与防灾研究所成立了活性粉末混凝土研究工作组,先后承担了“铁路桥梁应用滦筒牧涎芯啦靠萍佳芯靠7⒓苹”、“铁路桥梁采用炷列滦筒料的前期研究啦靠萍佳芯靠7⒓苹”、“炷恋透叨攘的应用方案研究啦肯钅浚钡认钅浚硬煌嵌冉辛讼低车模研究工作,同时还进行了“活性粉末混凝土应用研究本┦锌萍枷钅浚”的研究工作。哂屑ǜ叩目寡骨慷龋对冻胀ɑ炷良案咝阅芑炷痢8莨谕研究资料表明【禦的抗压强度可达~,抗折强度高达,弹性模量为。此外,咕哂衅渌己玫墓ぷ餍阅埽其断裂韧性达./,抗冻融耐久性因子达ァT诰哂邢嗤雇淠芰的前提下。峁沟闹亓拷鑫8纸罨炷两峁沟//,几乎与钢结构相近。远橙谘贰⒀问醇疤蓟泻芮康牡挚鼓芰Γ褂肦可增加构件的耐久性,延长结构的使用寿命。作为一种高性能的新型材料,活性粉末混凝土具有广阔的发展应用前景,中铁集团以及各铁道勘察设计院都把帕旱拇罅可τ昧腥虢诠婊5悄壳国内外还没有成熟的设计理论和设计方法,没有出台专门用于帕荷杓频南喙
牧闲阅芗胺⒄寡芯肯肿抗折强度饕P阅芴氐规范,理论研究和工程实际需要之间存在很大的落差,因此需要对帕航峁股计理论和方法进行研究,以满足工程设计需要。本文在铁道部的资助下,结合“活性粉末混凝土铁路预制梁的设计与试验研究”项目及“炷恋透叨攘旱挠τ梅桨秆芯俊毕钅浚蕴稲简支梁进行了优化设计研究,以期对帕旱纳杓铺峁┫嘤Φ纳杓评砺酆蜕杓撇数。帕涸谖夜脑缛沼τ媒ǘ源俳夜帕菏乱档姆⒄埂⒃銮拷峁沟暮侠硇浴降低综合造价等方面有重要的意义。活性粉末混凝土是继高强、高性能混凝土之后,在年代中采用常规的水泥等材料开发出的超高强度、高耐久性、高韧性、体积稳定性良好的水泥基材料【是牧嫌胂宋銮坎牧细春系母呒际趸炷痢于年由法国的公司率先研制成功,由级配石英细砂、水泥、硅粉、高效减水剂、钢纤维等组成【弧S捎赗水胶比低,具有良好的孔结构和较低孔隙率,使其具有极低的渗透性、很高的抗环境介质侵蚀能力和良好的耐磨性能,从而使腃具有非常高的强