预应力筋的超欠张拉对PC连续箱梁桥应力及线形的影响分析

发布时间：2018-03-02 17:33

  本文选题：连续箱梁桥　切入点：三向预应力　出处：《兰州交通大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：本文针对PC连续梁桥悬臂施工中力筋的超欠张拉问题，基于箱梁预应力设计的相关理论，采用数值模拟方法，建立三向预应力筋对箱梁效应影响分析的整体模型，分别分析各向预应力筋的超欠张拉对主梁受力和变形的影响规律；从中进一步对预应力连续箱梁桥在设计和施工中的相关问题进行了探讨。具体完成以下四方面的工作： （1）通过阅读相关文献资料，对预应力混凝土结构的发展和三向PC连续箱梁桥设计的基本理论、张拉控制应力特点等内容进行综述。 （2）结合工程实例，采用MIDAS-FEA软件建立全桥的实体单元分析模型，从整体上分别对纵、横、竖向三种预应力钢筋的作用效应进行探讨，得到自重作用下预应力效应对主梁的应力和变形的影响情况。 （3）基于PC连续箱梁桥的相关设计理论，对背景桥采用数值分析的方法，结合规范对控制应力的取值要求，分析了纵向、横向、竖向预应力筋的超、欠张拉对主梁的影响。结果表明：纵向钢束对主梁应力及线形均会产生影响，且悬臂束与合龙束的影响效应表现规律不同；横、竖向力筋的张拉程度分别对顶、腹板的正应力会产生影响，且二者的影响规律基本一致。 （4）结合背景桥对纵、横、竖向预应力筋设计中的相关问题作进一步探讨： ①建立局部有限元分析模型，以了解纵向腹板束锚下局部应力的分布情况；以跨中长期挠度为控制指标，对背景桥的纵向预应力钢束设计进行优化对比分析。 ②基于平面框架法计算理论，采用有限元数值分析方法，探讨横向预应力效应对结构内力的影响；并分析横向预应力钢束的不同张拉顺序对箱梁顶板横向正应力的影响。 ③基于半平面体弹性理论，借助单根竖向力筋作用下腹板应力的解析解，建立多根力筋下的竖向应力解析表达式，并对腹板应力影响进行数值模拟分析，，二者结果吻合较好；除此之外，引入竖向应力均匀系数，探讨竖向力筋的纵向布置间距对腹板应力状态的影响规律。
[Abstract]:Based on the theory of box girder prestress design and numerical simulation method, the overall model of the influence of three direction prestressed tendons on box girder effect is established in this paper, aiming at the problem of overtensioning of force tendons in cantilever construction of PC continuous girder bridge, based on the relevant theory of box girder prestress design. This paper analyzes the influence of the overtensioning of prestressed tendons on the stress and deformation of the main girder respectively, and further discusses the related problems in the design and construction of the prestressed continuous box girder bridge. The following four aspects of the work are completed concretely:. 1) the development of prestressed concrete structure, the basic theory of the design of three-direction PC continuous box girder bridge and the characteristics of tension control stress are summarized by reading the relevant documents. In combination with the engineering example, the solid element analysis model of the whole bridge is established by using MIDAS-FEA software, and the effects of three kinds of prestressed steel bars, longitudinal, transverse and vertical, are discussed separately. The effect of prestress on the stress and deformation of the main beam is obtained. Based on the relevant design theory of PC continuous box girder bridge, the numerical analysis method is adopted for the background bridge, and the longitudinal, transverse and vertical prestressed tendons are analyzed according to the requirements of the code for the control stress. The effect of undertension on the main beam. The results show that the longitudinal steel strands have an effect on the stress and the shape of the main beam, and the effect of the cantilever beam is different from that of the closure beam, and the tensile degree of the transverse and vertical force tendons is different to the top. The normal stress of the web will have an effect, and the influence law of the two is basically the same. Combined with the background bridge, the design of longitudinal, transverse and vertical prestressed tendons is further discussed. 1. The local finite element analysis model is established to understand the distribution of the local stress under the anchor of the longitudinal web beam, and the longitudinal prestressed steel beam design of the background bridge is optimized and analyzed by taking the mid- and long-term deflection of the span as the control index. 2 based on the theory of plane frame method, the influence of transverse prestress effect on the internal force of the structure is discussed by using finite element numerical analysis method, and the influence of different tension sequence of transverse prestressed steel bundle on the transverse normal stress of the top slab of box girder is analyzed. (3) based on the elastic theory of half plane body and with the help of the analytical solution of the web stress under the action of a single vertical force bar, the analytical expression of the vertical stress under multiple force bars is established, and the numerical simulation analysis of the influence of the web stress is carried out, and the two results are in good agreement with each other. In addition, the uniform coefficient of vertical stress is introduced to study the influence of vertical arrangement spacing on the stress state of web.
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U441;U448.213

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