PC连续刚构桥主梁预应力优化设计及盲区研究
发布时间：2020-12-20 09:03
本文以监控项目绒坝大桥为工程背景,运用工程常用杆系有限元软件Midas/Civil和实体软件Midas/FEA,再结合工程实践对连续刚构桥的预应力体系进行优化设计。提出了对纵向预应力束重新配束设计的同时取消腹板下弯束的思路,并加强了对竖向预应力束布置形式的设计,形成了以纵向顶板束、底板束以及竖向束为核心的预应力体系。针对预应力体系的优化设计做了以下研究工作:(1)总结了连续刚构桥的特点与研究现状,分析了连续刚构桥的发展趋势,并针对预应力设计提出了相关的问题。研究了目前连续刚构桥预应力优化设计的相关情况,提出了取消腹板下弯预应力束的思路,并对取消腹板下弯束的研究意义进行了分析。(2)采用基于合理成桥状态的预应力设计方法对取消腹板下弯束的纵向预应力束进行重新配束计算。并对合理成桥状态的特征、影响因素进行了研究,提出了合理成桥状态下纵向预应力束的整体设计思路。(3)运用有限元软件Midas/Civil对主梁内力的分布情况进行模拟分析。通过荷载平衡法计算出主梁各截面在合理成桥状态下所需预应力值,再通过弯曲应变能的平衡原理,推导出基于弯曲能量最小原理箱梁纵向预应力配束公式。运用推导出的配束公式对...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：120 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
合理弯矩分布图
重庆交通大学硕士学位论文14b.合理应力状态：桥梁在满足承载能力极限状态的同时，还要满足正常使用阶段的应力限值的要求。由于混凝土抗压性能显著优于抗拉性能，因此连续刚构桥在成桥后如果全截面保持一定的压应力，以避免桥梁在长期运营的过程中及最不利荷载作用下产生拉应力导致截面开裂。通常要求桥梁支点处箱梁根部截面上缘的压应力要大于下缘的压应力，在桥梁跨中截面下缘的压应力要大于上缘的压应力，如图2-2和图2-3所示。图2-2墩顶截面合理应力分布图图2-3跨中截面合理应力分布图c.合理挠曲状态：要求预应力产生的向上挠曲变形基本抵消恒载产生的向下挠曲变形。对于悬臂法施工的大跨度预应力连续刚构桥，一旦实现了荷载平衡其成桥挠曲状态就如一次落架的预应力连续梁桥的成桥挠曲状态一样，桥梁的跨中挠曲状态或者是向上挠曲形成反拱，或者是向下挠曲变形很校d.合理受剪状态：剪切变形的影响主要体现在连续刚构桥腹板的裂缝，竖向预应力对主梁腹板上主拉应力影响很大。对于连续刚构桥挠度的也有影响，为了最大限度的对连续刚构桥长期挠度进行控制，仍然需要对合理受剪状态进行研究。合理受剪状态是指在对恒载引起的剪力平衡之后，预应力引起的剪力应仍然具有余量，以便对后期可变作用产生的剪力效应进行平衡，如图2-4所示。
重庆交通大学硕士学位论文14b.合理应力状态：桥梁在满足承载能力极限状态的同时，还要满足正常使用阶段的应力限值的要求。由于混凝土抗压性能显著优于抗拉性能，因此连续刚构桥在成桥后如果全截面保持一定的压应力，以避免桥梁在长期运营的过程中及最不利荷载作用下产生拉应力导致截面开裂。通常要求桥梁支点处箱梁根部截面上缘的压应力要大于下缘的压应力，在桥梁跨中截面下缘的压应力要大于上缘的压应力，如图2-2和图2-3所示。图2-2墩顶截面合理应力分布图图2-3跨中截面合理应力分布图c.合理挠曲状态：要求预应力产生的向上挠曲变形基本抵消恒载产生的向下挠曲变形。对于悬臂法施工的大跨度预应力连续刚构桥，一旦实现了荷载平衡其成桥挠曲状态就如一次落架的预应力连续梁桥的成桥挠曲状态一样，桥梁的跨中挠曲状态或者是向上挠曲形成反拱，或者是向下挠曲变形很校d.合理受剪状态：剪切变形的影响主要体现在连续刚构桥腹板的裂缝，竖向预应力对主梁腹板上主拉应力影响很大。对于连续刚构桥挠度的也有影响，为了最大限度的对连续刚构桥长期挠度进行控制，仍然需要对合理受剪状态进行研究。合理受剪状态是指在对恒载引起的剪力平衡之后，预应力引起的剪力应仍然具有余量，以便对后期可变作用产生的剪力效应进行平衡，如图2-4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]连续刚构桥底板束水平布置的优化模拟[J]. 门晟明,付锐,董学申,宁晓骏. 中国水运(下半月). 2018(08)
[2]基于正交试验设计的大跨连续刚构桥主梁设计参数的优化[J]. 曾利强. 广东公路交通. 2016(03)
[3]自锚式悬索桥合理成桥状态的实用计算方法[J]. 李小年,张小月,马如进,陈艾荣. 公路交通科技. 2013(06)
[4]恒载零弯矩理论在克服梁桥梁体开裂下挠中的应用[J]. 陈双全. 公路. 2013(01)
[5]连续刚构桥的预应力钢束设计研究[J]. 郭荣武,庄年. 海岸工程. 2011(02)
[6]大跨度混凝土梁桥的合理成桥状态设计方法[J]. 刘钊,戴玮,贺志启,吉林,李准华,赵君黎. 桥梁建设. 2010(01)
[7]大跨连续箱梁桥竖向预应力筋的优化设计[J]. 黄海东,向中富. 公路. 2010(01)
[8]大跨预应力混凝土箱梁腹板的竖向预应力效应分析[J]. 王华,赖泉水,邵旭东,李立峰. 公路. 2008(08)
[9]竖向预应力筋对连续刚构桥受力影响分析[J]. 陈妍如,周水兴,陈湛荣. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2008(02)
[10]基于最小弯曲能量法的连续刚构桥预应力优化[J]. 方志,何建梅,曹传林. 中外公路. 2007(02)
硕士论文
[1]连续刚构桥基于合理成桥状态预应力钢束配束方法研究[D]. 焦思明.长沙理工大学 2017
[2]预应力混凝土连续箱梁（刚构）桥直束配筋再研究[D]. 陈韬.湖南科技大学 2016
[3]PC箱梁桥腹板位置优化以及纵向预应力的横向效应分析[D]. 李晓博.兰州交通大学 2015
[4]大跨度预应力混凝土连续刚构桥预应力效应分析[D]. 陈潮雨.西南交通大学 2014
[5]大跨径PC连续刚构桥的空间受力分析[D]. 杨刚.长安大学 2014
[6]大跨连续刚构桥的参数分析及预应力优化[D]. 陈久长.长沙理工大学 2014
[7]大跨径混凝土箱梁竖向预应力效应分析[D]. 张凯.长安大学 2013
[8]大跨连续刚构桥主梁预应力体系设计及施工工艺研究[D]. 寇新阳.西南交通大学 2013
[9]基于预应力损失的连续刚构桥应力时程分析[D]. 颜开先.西南交通大学 2012
[10]大跨度PC箱梁腹板竖向预应力筋施工质量控制研究[D]. 颜永先.湖南科技大学 2011
本文编号：2927600
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：120 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
合理弯矩分布图
重庆交通大学硕士学位论文14b.合理应力状态：桥梁在满足承载能力极限状态的同时，还要满足正常使用阶段的应力限值的要求。由于混凝土抗压性能显著优于抗拉性能，因此连续刚构桥在成桥后如果全截面保持一定的压应力，以避免桥梁在长期运营的过程中及最不利荷载作用下产生拉应力导致截面开裂。通常要求桥梁支点处箱梁根部截面上缘的压应力要大于下缘的压应力，在桥梁跨中截面下缘的压应力要大于上缘的压应力，如图2-2和图2-3所示。图2-2墩顶截面合理应力分布图图2-3跨中截面合理应力分布图c.合理挠曲状态：要求预应力产生的向上挠曲变形基本抵消恒载产生的向下挠曲变形。对于悬臂法施工的大跨度预应力连续刚构桥，一旦实现了荷载平衡其成桥挠曲状态就如一次落架的预应力连续梁桥的成桥挠曲状态一样，桥梁的跨中挠曲状态或者是向上挠曲形成反拱，或者是向下挠曲变形很校d.合理受剪状态：剪切变形的影响主要体现在连续刚构桥腹板的裂缝，竖向预应力对主梁腹板上主拉应力影响很大。对于连续刚构桥挠度的也有影响，为了最大限度的对连续刚构桥长期挠度进行控制，仍然需要对合理受剪状态进行研究。合理受剪状态是指在对恒载引起的剪力平衡之后，预应力引起的剪力应仍然具有余量，以便对后期可变作用产生的剪力效应进行平衡，如图2-4所示。
重庆交通大学硕士学位论文14b.合理应力状态：桥梁在满足承载能力极限状态的同时，还要满足正常使用阶段的应力限值的要求。由于混凝土抗压性能显著优于抗拉性能，因此连续刚构桥在成桥后如果全截面保持一定的压应力，以避免桥梁在长期运营的过程中及最不利荷载作用下产生拉应力导致截面开裂。通常要求桥梁支点处箱梁根部截面上缘的压应力要大于下缘的压应力，在桥梁跨中截面下缘的压应力要大于上缘的压应力，如图2-2和图2-3所示。图2-2墩顶截面合理应力分布图图2-3跨中截面合理应力分布图c.合理挠曲状态：要求预应力产生的向上挠曲变形基本抵消恒载产生的向下挠曲变形。对于悬臂法施工的大跨度预应力连续刚构桥，一旦实现了荷载平衡其成桥挠曲状态就如一次落架的预应力连续梁桥的成桥挠曲状态一样，桥梁的跨中挠曲状态或者是向上挠曲形成反拱，或者是向下挠曲变形很校d.合理受剪状态：剪切变形的影响主要体现在连续刚构桥腹板的裂缝，竖向预应力对主梁腹板上主拉应力影响很大。对于连续刚构桥挠度的也有影响，为了最大限度的对连续刚构桥长期挠度进行控制，仍然需要对合理受剪状态进行研究。合理受剪状态是指在对恒载引起的剪力平衡之后，预应力引起的剪力应仍然具有余量，以便对后期可变作用产生的剪力效应进行平衡，如图2-4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]连续刚构桥底板束水平布置的优化模拟[J]. 门晟明,付锐,董学申,宁晓骏. 中国水运(下半月). 2018(08)
[2]基于正交试验设计的大跨连续刚构桥主梁设计参数的优化[J]. 曾利强. 广东公路交通. 2016(03)
[3]自锚式悬索桥合理成桥状态的实用计算方法[J]. 李小年,张小月,马如进,陈艾荣. 公路交通科技. 2013(06)
[4]恒载零弯矩理论在克服梁桥梁体开裂下挠中的应用[J]. 陈双全. 公路. 2013(01)
[5]连续刚构桥的预应力钢束设计研究[J]. 郭荣武,庄年. 海岸工程. 2011(02)
[6]大跨度混凝土梁桥的合理成桥状态设计方法[J]. 刘钊,戴玮,贺志启,吉林,李准华,赵君黎. 桥梁建设. 2010(01)
[7]大跨连续箱梁桥竖向预应力筋的优化设计[J]. 黄海东,向中富. 公路. 2010(01)
[8]大跨预应力混凝土箱梁腹板的竖向预应力效应分析[J]. 王华,赖泉水,邵旭东,李立峰. 公路. 2008(08)
[9]竖向预应力筋对连续刚构桥受力影响分析[J]. 陈妍如,周水兴,陈湛荣. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2008(02)
[10]基于最小弯曲能量法的连续刚构桥预应力优化[J]. 方志,何建梅,曹传林. 中外公路. 2007(02)
硕士论文
[1]连续刚构桥基于合理成桥状态预应力钢束配束方法研究[D]. 焦思明.长沙理工大学 2017
[2]预应力混凝土连续箱梁（刚构）桥直束配筋再研究[D]. 陈韬.湖南科技大学 2016
[3]PC箱梁桥腹板位置优化以及纵向预应力的横向效应分析[D]. 李晓博.兰州交通大学 2015
[4]大跨度预应力混凝土连续刚构桥预应力效应分析[D]. 陈潮雨.西南交通大学 2014
[5]大跨径PC连续刚构桥的空间受力分析[D]. 杨刚.长安大学 2014
[6]大跨连续刚构桥的参数分析及预应力优化[D]. 陈久长.长沙理工大学 2014
[7]大跨径混凝土箱梁竖向预应力效应分析[D]. 张凯.长安大学 2013
[8]大跨连续刚构桥主梁预应力体系设计及施工工艺研究[D]. 寇新阳.西南交通大学 2013
[9]基于预应力损失的连续刚构桥应力时程分析[D]. 颜开先.西南交通大学 2012
[10]大跨度PC箱梁腹板竖向预应力筋施工质量控制研究[D]. 颜永先.湖南科技大学 2011
本文编号：2927600
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/2927600.html
