PC连续刚构桥体外预应力加固仿真分析及优化设计

发布时间：2020-03-19 11:30

【摘要】：PC连续梁桥迅速发展的同时,逐渐出现了一系列问题,主要表现为梁体开裂和跨中持续下挠,对桥梁的安全和正常运营造成了影响。体外预应力加固作为连续刚构桥加固的首选技术之一,能有效提高结构的承载力,改善跨中下挠,增加主梁的压应力储备。虽然体外预应力技术较多的引用到了桥梁加固中,但目前依然存在诸多问题有待研究。本文以罗南特大桥为工程背景,分析了引起该桥典型病害的原因并对其进行病害模拟,在该基础上对转向块合理布置位置进行了研究,针对锚固区应力分布情况,采取了相应的优化方案改善该区域的受力。主要工作如下:(1)阐述了国内外PC连续刚构桥的发展、存在的病害及其成因,以及体外预应力加固技术的特点、研究现状和存在的问题。(2)论述了体外预应力加固技术的基本理论和计算方法。主要是对受弯构件进行体外预应力加固后,对该综合体系承载能力和正常使用极限状态的计算以及锚固区及转向装置的构造与局部计算分析。(3)进行了 PC连续刚构桥加固前实际状态的仿真分析及体外预应力加固转向装置沿桥梁纵向合理位置的研究。利用有限元软件Midas Civil对背景工程实际所处环境进行模拟,分析纵向预应力损失、混凝土徐变系数调整、梁体裂缝等各种可能不利因素对桥梁挠度的影响。对比该桥实际下挠情况,分析挠度影响因素的范围,拟合出背景工程在加固之前模型;同时根据模拟出的模型,通过对体外预应力加固的转向装置沿纵桥向不同位置布置来改变体外束的线型,分析转向装置布置位置对连续刚构桥的挠度及应力的影响,得出了顶、底板转向块合理布置方案。(4)对锚固区域应力进行分析,针对其存在的应力集中问题采取了相应的方案措施。利用有限元软件Midas FEA建立背景工程钢制锚固装置及其附近梁段局部模型,分析锚固装置本身和锚固区段梁体的应力分布,对锚固体系以及主梁受力较为薄弱的区域提出两种方案进行优化设计,分析各优化方案对其应力大小及分布的影响。(5)在加固前的模型基础上对该桥体外预应力加固施工过程进行整体仿真分析,并且结合工程实际施工监控数据,分析加固效果。
【图文】：

图２．１受弯构件正截面抗弯承载力计算图示逡逑（１）矩形截面或者中性轴在Ｔ形或者工字形截面的翼板上Ａｆ）：逡逑ｆｊｉｘ邋＋邋ｆ＾Ａ邋＝邋°－ｐｕ，ｅ４，ｅ邋＋邋／ｐｉｉ４，ｉ邋＋逦Ｃ２．ｌｌ）逡逑Ｙｏ＾ｉ邋＾邋／Ｃｂ＾ｆｘ（＾0邋￣￣）逦（２．１２）逡逑（２）中性轴在Ｔ形或工字形截面的腹板上（；0＜）：逡逑ｆａｂｘ邋＋邋／ｃｄ（＊ｆ邋－ｂ）ｈ＇｛邋＋邋ｆ；ｄＡｓ邋－0－ｐｕ，，ｅ＾ｅ邋＋邋／ｐｄｉｉ＾，邋＋逦（２．１３）逡逑ｙ0Ｍｄ《邋ｆｃｄｂｘ（ｈ０－＾）邋＋邋ｆｃｄ（ｂｆ邋－吵八？－■＾）邋＋邋／ｓｄ＾ｓ（／２0邋￣ａｓ）逦（２．１４）逡逑其中截面的受压区高度；ｃ应满足：逡逑ｘ＜＾ｂｈｓ＾ｘ＜＾ｂｈｐ逦（２．１５）逡逑Ｊｃ邋＞邋２ａ＇ｓ逦（２．１６）逡逑

图２．２抗剪承载力计算图示逡逑
【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U448.23

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本文编号：2590159