体外预应力加固旧桥设计计算方法研究

发布时间：2018-07-07 20:08

  本文选题：体外预应力加固 + 叠合梁　； 参考：《吉林建筑大学》2017年硕士论文

【摘要】：体外预应力加固是采用外加预应力钢丝束或预应力拉杆(粗钢筋)对结构构件或整体进行加固的方法。因为其具有提载效果明显、对原桥结构损伤小、施工简单、便于检查维修等特点而被广泛应用于旧桥养护、加固领域。尽管体外预应力加固技术在国内外都有着较为广泛的研究,但在其设计计算理论和实际工程应用中仍存在着许多技术性的难题。尤其在体外预应力加固旧桥后,考虑桥面铺装作用后的主梁横向分布系数计算方法尚未发现相关报道。为了分析体外预应力加固旧桥后,在车辆荷载作用下结构的受力状态,基于接触理论,分别采用有限元基本思想和内部超静定理论,推导了考虑桥面铺装参与受力情况下的有限元解和解析解,给出了考虑水泥混凝土铺装与主梁交界面剪切滑移效应和预应力钢束的刚度贡献后,在车辆作用下,主梁的位移和应力状态的求解方法。并在解析解的基础上推导了改进偏心压力法求解横向分布系数的具体表达式,得到了预应力钢束对主梁之间整体工作性能的影响规律,并与ANSYS结果和现场试验结果进行对比分析。对比结果表明:本文给出的有限元解、解析解以及改进的横向分布系数计算方法是正确的、合理的。研究结果表明,体外预应力的存在能大幅度地提高旧桥承载能力,改善桥梁的整体受力性能,本文给出的设计理论能够有效计算体外预应力加固后桥梁上部结构各主梁在车辆荷载作用下的位移和应力状态,为体外预应力加固设计提供了较可靠的技术支撑。
[Abstract]:External prestressing reinforcement is a method of strengthening structural members or whole by applying prestressed steel wire or prestressed bar (coarse steel bar). It is widely used in the maintenance and reinforcement of old bridges because of its obvious lifting effect, small damage to the original bridge structure, simple construction, easy inspection and maintenance and so on. Although the external prestressing reinforcement technology has been widely studied at home and abroad, there are still many technical problems in its design and calculation theory and practical engineering application. Especially after strengthening the old bridge with external prestressing, the calculation method of the transverse distribution coefficient of the main beam after considering the bridge deck pavement has not been reported. In order to analyze the stress state of the old bridge strengthened by external prestressing, based on the contact theory, the finite element theory and the internal statically indeterminate theory are adopted, respectively. The finite element solution and analytical solution considering the participation of bridge deck pavement under loading are derived. The shear slip effect at the interface between cement concrete pavement and main beam and the stiffness contribution of prestressed steel beam are given under the action of vehicle. The method to solve the displacement and stress state of the main beam. On the basis of the analytical solution, the concrete expression of the improved eccentric pressure method for solving the transverse distribution coefficient is derived, and the influence of the prestressed steel beam on the overall working performance of the main beam is obtained. The results are compared with the results of ANSYS and field tests. The results show that the finite element solution, analytical solution and the improved calculation method of transverse distribution coefficient are correct and reasonable. The results show that the existence of external prestress can greatly improve the bearing capacity of the old bridge and improve the overall mechanical performance of the bridge. The design theory presented in this paper can effectively calculate the displacement and stress state of each main beam of the superstructure of the bridge strengthened by external prestressing force under vehicle load, which provides a reliable technical support for the design of external prestressing reinforcement.
【学位授予单位】：吉林建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U445.72

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本文编号：2106123