大跨度预应力混凝土连续箱梁桥设计的应力计算方法的研究

发布时间：2017-07-02 11:08

  本文关键词：大跨度预应力混凝土连续箱梁桥设计的应力计算方法的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于受力合理、施工方便,在我国已建成的中等跨径和大跨径桥梁中,预应力混凝土箱梁桥占了绝大多数,在近些年的桥梁普查中发现,大部分在建或已建桥梁均出现了不同程度的开裂现象,严重威胁了桥梁的安全性和耐久性,因此有必要对箱梁裂缝产生的原因进行探究。本文以某实际工程为依托,对悬臂法施工的大跨径预应力混凝土箱梁桥设计的应力计算方法进行研究。内容主要包括以下几部分:(1)通过收集国内外的研究资料,对预应力混凝土箱梁桥的发展和箱梁桥中出现的开裂病害进行概述,对当前国内学者在箱梁空间应力分析上做出的研究进行归纳总结,指出了悬臂法施工的大跨径预应力混凝土箱梁桥设计采用初等梁理论计算截面应力的不足之处,并提出了本文的研究方向。(2)对有限元法理论进行简要的概述,并通过有限元分析,对箱梁空间建模过程中,诸如单元的选择、网格化分、边界条件、预应力筋模拟等问题进行研究。(3)对简单的矩形截面悬臂梁,在局部承压状态的应力情况进行分析计算,在此基础之上,采用实体单元有限元分析模型进一步研究了悬臂箱梁在顶板束锚固区域,截面上下缘正应力沿梁轴方向上的分布情况,并与梁单元应力计算结果进行对比,提出了纵向正应力增大系数的概念。(4)研究箱梁截面的几何尺寸因素对纵向正应力增大系数的影响,并根据分析模型计算得到的数据,拟合出了箱梁纵向正应力增大系数与截面几何尺寸的关系式,进一步提出了对采用梁单元计算悬臂箱梁顶板和底板的正应力的修正计算方法。(5)通过具体的工程实例,验证了本文提出的大跨度预应力混凝土箱梁桥采用梁单元计算截面应力的修正计算方法的实用性。
【关键词】：PC箱梁桥 有限元分析 局部承压 应力计算 设计计算方法
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U448.213
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 研究背景11-14
• 1.1.1 预应力混凝土大跨度箱梁桥概述11-12
• 1.1.2 大跨度预应力混凝土箱梁裂缝病害现状12-14
• 1.2 问题的提出及研究意义14-15
• 1.3 箱梁空间应力分析的方法15-17
• 1.3.1 解析法15-16
• 1.3.2 数值法16-17
• 1.4 预应力混凝土箱梁空间应力研究现状17-18
• 1.5 本文的主要内容18-20
• 第二章 有限元分析理论及箱梁空间建模问题20-40
• 2.1 有限元法概述20-23
• 2.1.1 有限元法简介20-21
• 2.1.2 有限元法分析的一般过程21-23
• 2.2 预应力混凝土箱梁空间建模问题研究23-38
• 2.2.1 软件平台的选择23
• 2.2.2 单元的选择23-27
• 2.2.3 网格划分27-31
• 2.2.4 网格密度31-34
• 2.2.5 边界条件34-35
• 2.2.6 结构对称性的运用35-37
• 2.2.7 预应力筋的模拟37-38
• 2.3 本章小结38-40
• 第三章 预应力锚固端区域的应力计算40-62
• 3.1 局部承压区的应力状态40-41
• 3.2 矩形截面梁局部承压区的应力状态41-52
• 3.2.1 轴心受压的应力状态41-44
• 3.2.2 偏心受压的应力状态44-50
• 3.2.3 对称偏心受压的应力状态50-52
• 3.3 箱型截面梁局部承压的应力状态52-61
• 3.3.1 实体单元计算分析53-57
• 3.3.2 梁单元计算分析57-59
• 3.3.3 实体单元与梁单元计算结果对比59-61
• 3.4 本章小结61-62
• 第四章 纵向正应力增大系数的影响因素62-85
• 4.1 计算模型概述62-63
• 4.2 跨宽比对纵向正应力增大系数的影响63-64
• 4.3 箱梁高度对纵向正应力增大系数的影响64-67
• 4.4 翼缘板宽度对纵向正应力增大系数的影响67-69
• 4.5 顶板厚度对纵向正应力增大系数的影响69-71
• 4.6 底板厚度对纵向正应力增大系数的影响71-74
• 4.7 箱室宽度对纵向正应力增大系数的影响74-76
• 4.8 等截面悬臂箱梁正应力修正公式76-79
• 4.8.1 顶板正应力修正公式76-78
• 4.8.2 底板正应力修正公式78-79
• 4.9 等截面模型计算实例79-82
• 4.10 变截面悬臂箱梁正应力修正公式82-84
• 4.11 本章小结84-85
• 第五章 工程实例分析85-90
• 5.1 计算模型概述85-87
• 5.2 计算结果分析87-89
• 5.3 本章小结89-90
• 结论与展望90-91
• 参考文献91-94
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果94-95
• 致谢95-96
• 附件96

【参考文献】

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本文编号：509634