PC箱梁竖向预应力张拉工艺优化及锚下应力控制标准研究

发布时间：2017-09-07 05:47

  本文关键词：PC箱梁竖向预应力张拉工艺优化及锚下应力控制标准研究

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【摘要】：PC箱梁中竖向预应力体系提供竖向预压力,减小腹板主拉应力,从而达到防止腹板开裂的目的。但是,腹板开裂现象并未彻底遏制,严重影响着桥梁结构正常使用性能及耐久性。当前,针对竖向预应力的研究多集中在作用机理、设置方式、损失计算理论、机具设备等方面,就施工工法,尤其竖向预应力张拉时机、张拉工艺、锚下应力控制标准尚缺乏深入研究。本文依托陕西省交通运输厅科技项目“基于全寿命周期的大跨径连续刚构桥梁关键技术研究”,以某特大桥为背景工程,着重研究竖向预应力张拉对腹板力学行为影响、张拉工法对腹板应力状态影响以及施工中对于锚下有效应力控制标准。主要研究工作如下:(1)采用ANSYS仿真模拟研究竖向预应力张拉对腹板抗裂性能及开裂后腹板力学行为影响,得出竖向预应力张拉不仅可以显著提高腹板抗裂性能,还能明显提高腹板开裂后刚度,减缓裂缝的延伸及挠度的增长。同时,竖向预应力的张拉使腹板裂缝的形态有别于未张拉时斜裂缝的“受力点与支点连线”方向,与主梁走向呈45°。(2)采用ANSYS生死单元对竖向预应力施工过程进行仿真模拟,在箱梁腹板纵向正应力一定的前提下,分析整体张拉、分段张拉、滞后张拉对腹板受力影响,得出滞后两个梁段张拉竖向预应力腹板应力状态与整体张拉基本一致,最大竖向压应力仅比整体张拉大2.7%,较分段张拉减小32.3%,具备工程实用价值。(3)在背景桥梁腹板裂缝多发位置处竖向预应力钢筋锚下埋设穿心式压力传感器,采集桥梁全寿命周期内锚下有效应力,以实测数据作为初始序列建立竖向预应力损失灰色预测GM(1,1)模型并做基于不等步长的模型修正。得出竖向预应力长期损失占初始张拉力7.92%的结论,建议竖向预应力施工中锚下应力控制应在公路桥规计算竖向预应力钢筋预压力产生混凝土压应力0.6倍折减系数的基础上,考虑长期损失的影响,以不小于设计张拉力0.7倍为宜。本文研究成果为竖向预应力施工及无损检测提供理论依据和参考,规范竖向预应力施工技术,对PC混凝土箱梁竖向预应力体系应用发展具有重要的理论意义及实用价值。
【关键词】：PC箱梁 竖向预应力 施工技术 灰色预测模型 锚下应力控制
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445.57
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 研究背景9-12
• 1.2 竖向预应力应用及研究现状12-17
• 1.2.1 竖向预应力形式及优缺点12
• 1.2.2 竖向预应力施工方法12-14
• 1.2.3 竖向预应力锚下应力检测方法14-15
• 1.2.4 竖向预应力研究现状15-17
• 1.3 目前存在问题17-18
• 1.4 本文研究内容及方法18-19
• 第二章 竖向预应力作用机理研究19-27
• 2.1 箱梁腹板应力分析19-21
• 2.2 竖向预应力对腹板主拉应力影响21-22
• 2.3 竖向预应力对腹板剪应力影响22-23
• 2.4 竖向预应力对开裂腹板力学性能影响23-25
• 2.5 小结25-27
• 第三章 竖向预应力对腹板抗裂性能影响研究27-37
• 3.1 腹板开裂建模思路27-28
• 3.1.1 混凝土裂缝产生机制及模拟模型27
• 3.1.2 腹板开裂计算模型选择27-28
• 3.2 有限元模型建立28-32
• 3.2.1 有限元模型选择28-29
• 3.2.2 单元类型及材料特性29-31
• 3.2.3 模型建立31-32
• 3.3 竖向预应力对斜裂缝分布发展影响32-34
• 3.4 竖向预应力对腹板力学行为影响34-36
• 3.4.1 腹板挠度分析34-35
• 3.4.2 竖向预应力筋张拉力分析35-36
• 3.5 小结36-37
• 第四章 竖向预应力张拉对腹板应力状态影响研究37-52
• 4.1 依托桥梁概况37-38
• 4.2 有限元模型建立38-39
• 4.3 预应力张拉时机对腹板受力影响分析39-48
• 4.3.1 整体张拉40-44
• 4.3.2 分段张拉44-46
• 4.3.3 滞后张拉46-48
• 4.4 二次张拉对竖向预应力效应影响分析48-50
• 4.4.1 二次张拉时机49
• 4.4.2 二次张拉优化49-50
• 4.5 小结50-52
• 第五章 基于长期损失预测的竖向预应力控制标准研究52-70
• 5.1 灰色系统理论及预测原理52-54
• 5.1.1 灰色系统理论介绍52-53
• 5.1.2 竖向预应力灰色预测原理53-54
• 5.2 实桥监测系统建立54-58
• 5.2.1 传感器布设方案54-56
• 5.2.2 监测内容及结果56-58
• 5.3 锚下应力控制标准研究58-64
• 5.3.1 灰色预测GM(1,1)模型58-59
• 5.3.2 GM(1,1)残差修正模型59-60
• 5.3.3 竖向预应力长期损失预测60-62
• 5.3.4 修正的GM(1,1)模型精度检验62-63
• 5.3.5 锚下应力控制标准提出63-64
• 5.4 工程实例分析64-68
• 5.4.1 检测原理及方法64-67
• 5.4.2 结果分析67-68
• 5.5 小结68-70
• 第六章 结论与展望70-72
• 1 本文研究成果与结论70
• 2 进一步研究工作展望70-72
• 参考文献72-75
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果75-76
• 致谢76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘杰;叶见曙;陈娟娟;李宏江;;基于组合式模型的箱梁横向预应力张拉顺序分析[J];东南大学学报(自然科学版);2012年02期

2 赵宝俊;郝宪武;李子青;;竖向预应力作用下PC箱梁腹板应力场分析[J];广西大学学报(自然科学版);2011年04期

3 赵煜;贺拴海;李春风;葛耀君;;在役预应力混凝土箱梁开裂后承载力评估[J];同济大学学报(自然科学版);2010年09期

4 黄海东;向中富;;大跨连续箱梁桥竖向预应力筋的优化设计[J];公路;2010年01期

5 邵旭东;李斌;曾田胜;张阳;张贵明;;低回缩预应力钢绞线锚具应用于腹板竖向预应力的应力场的计算与实测[J];公路交通科技;2009年09期

6 王国亮;谢峻;傅宇方;;在用大跨度预应力混凝土箱梁桥裂缝调查研究[J];公路交通科技;2008年08期

7 陈露晔;吴文明;陈瑶;;箱梁腹板竖向预应力设置新方法研究[J];公路交通技术;2007年06期

8 尹旭文;钟新谷;;箱梁竖向预应力孔道对腹板主拉应力的影响分析[J];湘潭师范学院学报(自然科学版);2006年04期

9 吕建鸣,陈可;预应力混凝土箱梁腹板主应力分析[J];公路交通科技;2005年10期

10 钟新谷,李锋,邹建敏,谢小龙,徐伟;混凝土箱梁桥竖向预应力作用下腹板应力场分析[J];湖南科技大学学报(自然科学版);2005年02期

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本文编号：807767