预应力损失有限元分析及试验研究

发布时间：2019-10-29 11:30

【摘要】：我国桥梁发展至今，已经从简单、跨度小、桥型单一的过去飞速发展到现在的结构复杂、跨度大、桥型多样的模式。伴随着桥梁的发展，其结构的材料和施工的方式也需要更加现代化的技术，其中预应力混凝土就是其中之一，它的出现使得桥梁的跨度、结构自重、使用的稳定性和耐久性、工程的造价等都提高了了一个档次，这就使得预应力广泛运用到各种桥型里面。而对于预应力混凝土构件，预应力损失的大小影响建立的有效预应力的大小，进而影响整个构件乃至整个结构的性能。于是就引出一个关键性问题就是预应力张拉中张拉力的大小以及张拉中实际拉力的大小，这些问题地确定归结起来就是如何得到预应力损失带来的影响。因此预应力大小地确定也就关系到桥梁结构是否稳定和耐久。如果估计得过高，那么实际中张拉力会过大而导致钢绞线被拉断或者构件被压裂。因此如何确定预应力损失值的大小是预应力混凝土结构设计的一项重要内容。本文为了确定预应力损失的一些规律，先从实际出发，通过现场实测值来得到预应力损失的实测值。具体就是通过现场制作了三片试验梁（为了观测预应力损失不同工况下的大小值，本试验将其中的两片梁采用弯曲布设预应力钢束的方法，张拉完成后再灌浆，且它们之间的角度也不同，而第三片梁则是采用直线布设预应力钢束的形式，，其设计为不灌浆），对它们以及十堰市神定河大桥作预应力损失的试验，方法为：在试验梁和试验节段的张拉端安装锚索测力计；在三片试验梁的4分点预埋钢弦式传感器，通过它们来得到实际的有效预应力值，从而比较不同工况下的预应力损失状况。然后从理论上参考《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》等各种规范，采用Midas/Civil软件对三片试验梁和桥梁进行建模分析，以此得到理论数据。最后通过分析对比预应力损失实测值与理论值，得到一些对比的结论。本文在确定预应力损失的一些规律的同时，还希望从中找到影响预应力损失的主要因素。因此，在参考了预应力损失的规律和结论的情况下，运用敏感性分析的方法对选取的影响因素进行模拟（采用Midas/Civil模拟）和分析，从而得到影响预应力损失的主要的敏感性参数。
【图文】：

普通钢筋,钢绞线,净截面,换算截面

nA—混凝土的净截面面积，它就是混凝土的面积减去包括普通钢筋等效的截面和后张法中预留的预应力管道的面积，特别指出的是由于实际情况的需要会出现相同的截面有两种或以上的不同标号的混凝土，此时需要综合考虑。0A— 普通钢筋和预应力钢绞线换算成混凝土的总面积；0I、 nI— 换算截面惯性矩、净截面惯性矩；p0e、pne— 换算截面重心、净截面重心至预应力筋及非预应力筋合力点的距离；0y、 ny—换算截面和净截面重心到计算截面的距离；p0N、pnN— 在运用先张和后张法施工时，预应力钢绞线与普通钢筋的合力。在钢绞线张拉过程中，普通钢筋的应力 l6σ、'l6σ值应取为零；pcσ、'pcσ值不得大于 0.5'cuf；当为拉应力时，公式 2.3.5-1、2.3.5-2 中的'pcσ应取为零[20]。当考虑垂直于截面的应力pcσ、'pcσ时，应当按照实际的情况来决定是否对自重作进一步的分析。

布筋,钢绞线,情况,曲线配筋

预应力钢筋采用Φ12的HRB335, Φ16的HRB335。箍筋采用Φ8和Φ10的RRB235，混凝土采用 C55，有粘结预应力混凝土梁灌浆材料强度为 C55的水泥浆，其水灰比是0.45。两端采用铰支座支承。试验梁构造示意图见图3.1，试件模型参数见表3.1.1a 钢绞线曲线配筋
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U446;U448.35

【参考文献】