悬臂浇筑施工PC连续箱梁零号块空间应力分析

发布时间：2017-08-07 08:17

  本文关键词：悬臂浇筑施工PC连续箱梁零号块空间应力分析

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【摘要】：大跨PC连续箱梁桥一般均采用挂篮悬臂浇筑方法施工,而箱梁零号块作为悬臂浇筑施工的起始梁段,其结构构造和受力十分复杂,箱梁体积大,用一般杆系梁单元模型计算往往不能够反映其真实的三维应力状态。并且零号块是以后各个梁段悬臂浇筑施工的基础,零号块施工质量关系到整个桥梁的质量,因此对其在施工及成桥阶段的空间应力分析准确性显得尤为重要。本文以西尔马大桥为工程背景,做了以下工作:(1)介绍了西尔马大桥的工程概况以及连续梁桥施工阶段的模拟过程。应用Midas Civil有限元分析软件建立主梁结构空间杆系模型,并对桥梁结构不同工况下应力进行计算分析。(2)利用Midas FEA软件建立箱梁桥零号块空间分析模型,详细介绍了结构建模过程以及边界条件的处理。分析了零号块在悬臂浇筑施工过程中以及成桥之后的空间应力状态,最后参照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004关于抗裂验算的相关要求,对箱梁零号块进行了正截面抗裂验算和斜截面抗裂验算。(3)利用通用有限元分析软件ANSYS模拟箱梁桥零号块浇筑完成之后水泥水化放热过程,对零号块浇筑完成之后的温度场和温度应力进行分析,并将温度应力与混凝土的早期抗拉强度进行对比,分析是否可能产生温度裂缝。
【关键词】：PC连续箱梁 零号块 空间应力 温度场 温度应力
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-11
• 1.1 PC连续箱梁桥发展概况8-9
• 1.2 PC连续箱梁桥零号块空间应力分析的必要性9
• 1.3 连续箱梁桥空间应力分析的研究现状9-10
• 1.4 本文主要研究内容10-11
• 2 有限元法分析理论11-20
• 2.1 有限元概述11-12
• 2.2 有限元方法分析问题的过程及其应用12-13
• 2.2.1 有限元方法的特性12-13
• 2.2.2 有限元方法的分析过程13
• 2.3 热传导问题有限元理论13-18
• 2.3.1 热传导微分方程及边界条件14-17
• 2.3.2 有限元方程的推导17-18
• 2.3.3 热应力的计算18
• 2.4 有限元分析软件简介18-20
• 3 西尔马大桥空间杆系有限元模型建立及分析20-30
• 3.1 工程概况20
• 3.2 上部结构特点20-22
• 3.3 主要工程材料22
• 3.3.1 混凝土22
• 3.3.2 预应力钢材22
• 3.3.3 普通钢筋22
• 3.4 结构施工分析要点22-23
• 3.5 西尔马大桥杆系有限元模型建立23-27
• 3.5.1 西尔马大桥单元划分23-24
• 3.5.2 施工阶段的模拟24-25
• 3.5.3 计算方法及计算模型25-27
• 3.6 整体模型计算分析27-30
• 4 零号块空间局部模型建立及分析30-47
• 4.1 Midas FEA零号块空间局部模型的建立30-33
• 4.1.1 建立实体30
• 4.1.2 网格划分30-31
• 4.1.3 边界条件的确定31-32
• 4.1.4 计算荷载的施加32
• 4.1.5 局部模型荷载边界条件的施加32-33
• 4.2 零号块空间应力分析33-42
• 4.2.1 悬臂浇筑过程零号块空间应力分析33-37
• 4.2.2 边跨合拢零号块空间应力分析37-39
• 4.2.3 体系转换完成单悬臂简支状态空间应力分析39-40
• 4.2.4 成桥状态空间应力分析40-42
• 4.3 箱梁零号块抗裂验算42-47
• 4.3.1 规范说明42-43
• 4.3.2 荷载工况的确定43-45
• 4.3.3 零号块正截面抗裂验算及斜截面抗裂验算45-47
• 5 PC连续箱梁桥浇筑过程中的温度场和温度应力分析47-68
• 5.1 大体积混凝土的定义47
• 5.2 PC连续箱梁桥零号块的工程概况47-48
• 5.3 西尔马大桥零号块关键温度节点的选取48-49
• 5.4 PC连续箱梁桥零号块温度场分析和温度应力分析模型的建立49-61
• 5.4.1 ANSYS热分析简介49-50
• 5.4.2 零号块混凝土浇筑温度场分析各参数的选取50-51
• 5.4.3 箱梁零号块有限元计算模型的建立51-53
• 5.4.4 温度场分析结果53-61
• 5.5 温度应力分析结果61-66
• 5.6 温度裂缝分析66-68
• 结论68-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-73
• 攻读学位期间的研究成果73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：633661