超长束预应力混凝土连续梁桥受力性能研究

发布时间：2017-03-30 03:04

  本文关键词：超长束预应力混凝土连续梁桥受力性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：预应力混凝土连续梁桥由于其自身的特点和现代化施工水平的提高,成为目前400m跨径范围内首选的桥梁设计方案。但是运营期间的预应力混凝土连续梁桥广泛出现了跨中下挠和箱梁裂缝等问题,经过研究分析可知预应力损失过大是其出现病害的重要原因。桥梁结构中的百米级超长预应力钢束在各个因素影响下,其预应力损失必将远大于短束预应力。因此,对超长束预应力混凝土连续梁桥而言,研究其预应力损失是十分有必要的。本文在总结分析国内外预应力混凝土连续梁桥发展和研究现状的基础上,以常州市内某三跨超长束预应力混凝土连续梁桥工程为依托,针对超长束预应力混凝土连续梁桥预应力损失中的一些关键问题进行了研究。首先采用有限元软件Midas/Civil建立实桥模型,通过改变不同位置预应力钢束预应力损失的大小,研究分析预应力损失与成桥后桥梁跨中挠度之间的关系。根据有限元计算结果可知,对于不同位置的预应力钢束而言,其预应力损失折减程度对成桥后桥梁跨中挠度的影响由强到弱的顺序:顶板预应力钢束、腹板预应力钢束、底板预应力钢束。另外由于不同的预应力钢束张拉会产生弯扭耦合效应,所以应对全桥预应力张拉顺序进行研究分析,选择使桥梁结构挠度变化和应力增量相对平缓的预应力张拉顺序。通过有限元软件计算分析可知,超长束预应力混凝土连续梁桥最佳的预应力张拉顺序为先张拉腹板预应力钢束后张拉底板预应力钢束,最后张拉顶板预应力钢束。通过改变有限元模型中预应力钢束的管道摩阻参数,研究分析管道摩阻参数对全桥挠度和应力的影响规律。通过计算分析可知,管道摩阻参数对全桥挠度和顶板应力的影响较大,对底板应力的影响较小;管道摩擦系数μ对全桥挠度和应力的影响比管道偏差系数k对全桥挠度和应力的影响要大。对于后张法预应力混凝土连续梁桥而言,管道摩阻损失是其预应力损失的重要组成部分。通过现场试验测试实际的管道摩阻参数大小有利于了解实际施工过程中预应力损失的大小,为现场施工控制提供依据。根据试验结果可知,管道摩阻参数μ和k的实测值分别为0.42和0.006,较规范值偏大,说明实际的预应力损失偏大。最后由于现行的规范对超长预应力钢束的初始张拉应力和持荷时间都没有明确的规定,所以通过现场试验确定超长预应力钢束初始张拉应力和持荷时间的合理取值,从而指导现场预应力施工。试验结果表明,对于百米级的超长预应力钢束而言,其初始张拉应力应设置为30%的张拉控制应力;持荷时间至少在8min以上为宜。通过对超长束预应力混凝土连续梁桥预应力损失的研究,可以很好的为以后同类型桥梁预应力设计和施工提供依据和参考;超长预应力钢束的现场试验是十分有必要,对预应力张拉施工起到了很好的指导作用,效果显著。
【关键词】：超长预应力钢束 预应力损失 敏感性分析 摩阻参数 挠度分析
【学位授予单位】：南京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441
【目录】：

• 致谢3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 预应力混凝土连续梁桥9-11
• 1.1.1 预应力混凝土连续梁桥发展现状9
• 1.1.2 预应力混凝土连续梁桥特点9-11
• 1.1.3 预应力混凝土连续梁桥发展趋势11
• 1.2 研究的目的及意义11-12
• 1.3 研究现状12-14
• 1.3.1 国外研究现状12
• 1.3.2 国内研究现状12-14
• 1.4 研究内容及技术路线14-16
• 第二章 预应力损失对长期挠度的影响研究16-26
• 2.1 概述16
• 2.2 实桥概况16-18
• 2.3 有限元模型的建立18-20
• 2.3.1 材料参数的取值18-19
• 2.3.2 荷载19
• 2.3.3 计算模型19-20
• 2.4 预应力损失引起的跨中长期挠度分析计算20-25
• 2.4.1 腹板预应力钢束预应力损失与跨中长期挠度之间的关系20-22
• 2.4.2 顶板预应力钢束预应力损失与跨中长期挠度之间的关系22-24
• 2.4.3 底板预应力钢束预应力损失与跨中长期挠度之间的关系24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第三章 预应力钢筋张拉顺序优化26-39
• 3.1 概述26
• 3.2 预应力钢束张拉顺序的优化26-38
• 3.2.1 预应力钢束分组26-27
• 3.2.2 长短预应力钢束张拉顺序优化27-31
• 3.2.3 腹板束张拉顺序优化31-34
• 3.2.4 顶底板预应力钢束张拉顺序优化34-38
• 3.3 本章小结38-39
• 第四章 管道摩阻参数敏感性分析39-53
• 4.1 概述39-40
• 4.2 超长预应力钢束管道摩阻参数分析40-45
• 4.2.1 μ 单独变化时的影响分析40-42
• 4.2.2 k单独变化时的影响分析42-44
• 4.2.3 μ 和k耦合变化时的影响分析44-45
• 4.3 全桥预应力钢束管道摩阻参数分析45-51
• 4.3.1 μ 单独变化时的影响分析45-47
• 4.3.2 k单独变化时的影响分析47-49
• 4.3.3 μ 和k耦合变化时的影响分析49-51
• 4.4 本章小结51-53
• 第五章 超长预应力钢束张拉试验研究53-72
• 5.1 概述53-54
• 5.2 主要的仪器设备54-57
• 5.2.1 预应力智能张拉系统54-55
• 5.2.2 智能弦式数码压力计55-56
• 5.2.3 套环56-57
• 5.3 初始张拉应力试验57-63
• 5.3.1 试验原理57-58
• 5.3.2 试验对象58
• 5.3.3 试验内容和方法58-60
• 5.3.4 试验结果分析60-63
• 5.4 持荷时间试验63-65
• 5.4.1 试验对象63
• 5.4.2 试验内容及方法63
• 5.4.3 试验结果分析63-65
• 5.5 管道摩阻试验65-71
• 5.5.1 试验原理65-67
• 5.5.2 试验对象67
• 5.5.3 试验内容及方法67-69
• 5.5.4 试验结果分析69-71
• 5.6 本章小结71-72
• 第六章 结论与展望72-74
• 6.1 结论72
• 6.2 展望72-74
• 攻读学位期间发表的学术论文74-75
• 参考文献75-79

【参考文献】

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本文编号：276049