预应力混凝土连续梁桥预应力钢束优化设计研究

发布时间：2017-11-26 13:18

本文关键词：预应力混凝土连续梁桥预应力钢束优化设计研究

【摘要】：大跨径连续梁一般采用三向布束的箱形截面,预应力设计可谓是是桥梁上部结构设计的关键。合理的预应力束布置形式和预应力值不仅能改善桥梁的使用性能,减少桥梁病害,还能减少材料用量。然而,在连续梁桥的优化设计中,合理预应力的优化问题仍然没有得到完善的解决,亟需进行相关研究。本文以104国道龙溪港大桥为依托工程,针对预应力束的优化设计,主要进行了以下工作:(1)研究了预应力混凝土连续梁桥纵向预应力束的合理布束形式,分析表明大跨径预应力混凝土箱形截面连续梁应设置腹板下弯束来抵抗剪应力及主拉应力对桥梁的损害。根据腹板束锚固位置的不同建立了四组有限元模型,通过计算比较四组模型的主梁内力、应力及挠度值的大小,来考察腹板束锚固位置的不同对桥梁结构受力状态的影响,研究表明腹板束应下弯并锚固于2H/3处较为合适。(2)提出基于二次规划和弯曲能量法的悬臂施工连续梁纵向预应力优化设计方法,基于Yalmip工具箱建立最优化模型,其主要思想是以主梁结构离散单元的弯曲应变能最小为目标函数,以施工及成桥阶段的应力为约束条件,运用数学规划法优化各张拉阶段预应力钢筋数量。通过对比分析优化前后连续梁的性能指标,发现优化后的连续梁不仅力学性能更优,而且更经济,表明该法用于优化连续梁的纵向预应力是可行的。(3)分析了影响腹板主拉应力的主要因素,计算了竖向预应力偏心对腹板应力的不利影响,并在计算腹板活载效应的基础上设置竖筋的偏心,可以抵消部分活载内力,改善腹板受力。运用正交试验法,对腹板不同厚度处的竖向预应力筋间距进行优化,可以使各截面主应力分布更加均匀。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U448.215

【参考文献】

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