基于大跨度PC连续刚构桥成桥合理状态的一种配束方法的研究

发布时间：2017-08-29 17:46

  本文关键词：基于大跨度PC连续刚构桥成桥合理状态的一种配束方法的研究

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【摘要】：大跨度预应力混凝土桥梁具有结构受力合理、跨径能力大、施工方便等诸多优点,但是目前大跨度预应力混凝土桥梁在使用运营过程中发现存在一些问题,需要对大跨度预应力混凝土桥梁的设计理论做进一步深入研究。本文基于大跨度预应力混凝土连续刚构桥的成桥合理状态,并以某实际连续刚构桥为工程研究背景,提出了大跨度连续刚构桥的预应力配束优化设计方法,具体做了如下工作:(1)收集和归纳了合理成桥状态的研究成果,并对目前大跨度预应力混凝土连续刚构桥梁存在的病害成因进行分析;(2)在大跨径桥梁成桥合理状态研究的基础上,依据预应力混凝土连续桥梁的施工方法和受力特点,提出了预应力混凝土连续梁式桥的合理成桥状态的三种特征;(3)依据合理成桥状态的内力分布均衡的原则和零弯矩配索设计方法,确定了大跨度连续刚构桥弯矩平衡系数的取值;(4)基于斜拉桥的合理成桥状态的调索方法,提出了大跨度预应力混凝土连续刚构桥采用综合弯曲能量最小原理和应力平衡原理来配置预应力钢束的设计方法;(5)通过简化假设,推导了悬臂法施工的预应力混凝土连续刚构桥的梁段预应力配束的实用计算公式;(6)以某实际的连续刚构桥为工程背景,通过有限元软件Midas/civil建立设计计算模型,将本文的配束设计和原桥的配束设计进行对比,验证了通过本文的配束设计可以使该桥的成桥状态趋于更为合理的状态。
【关键词】：预应力混凝土连续桥梁 有限元分析 桥梁设计 弯曲能量最小原理 应力平衡法
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U448.23
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 大跨度预应力混凝土刚构桥简述11-12
• 1.2 对桥梁成桥合理状态的研究的内容和意义12-14
• 1.3 大跨度连续刚构桥成桥合理状态理论研究现状14-15
• 1.4 本文研究内容15-16
• 第二章 大跨度连续刚构成桥病害分析与优化设计思路16-28
• 2.1 大跨度预应力混凝土连续刚构桥主要病害16-18
• 2.1.1 跨中过量下挠16-17
• 2.1.2 梁体开裂17-18
• 2.2 大跨度连续刚构桥跨中过量下挠和梁体开裂现象的原因18-25
• 2.2.1 理论原因18-20
• 2.2.2 其他原因20-25
• 2.3 桥梁优化设计思路25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 预应力优化设计方法与成桥合理状态的确定28-53
• 3.1 梁式桥成桥合理状态的特征28-29
• 3.2 目前预应力混凝土桥梁配束方法29-32
• 3.3 基于成桥合理状态的预应力配束优化设计方法32-51
• 3.3.1 荷载平衡设计法中平衡系数取值32-43
• 3.3.2 弯曲能量最小原理与应力平衡法的综合运用43-47
• 3.3.3 应力平衡法的修正47-51
• 3.4 成桥合理状态的确定51-52
• 3.5 本章小结52-53
• 第四章 大跨度连续刚构桥合理状态配束计算的实用计算方法53-63
• 4.1 引言53
• 4.2 桥梁分析软件Midas/civil简介53-54
• 4.3 基于弯曲能量最小原理的预应力配束公式推导54-61
• 4.3.1 大跨度连续刚构桥配束理论假设54-55
• 4.3.2 等截面梁段的基于弯曲能量最小原理的预应力配束公式55-58
• 4.3.3 变截面梁段的基于弯曲能量最小原理的预应力配束公式58-61
• 4.4 预应力配束调整61-62
• 4.5 本章小结62-63
• 第五章 大跨度连续刚构桥配束工程实例63-83
• 5.1 工程概况63-64
• 5.1.1 上部结构63-64
• 5.1.2 下部结构64
• 5.1.3 主要材料及技术参数指标64
• 5.2 有限元模型的建立64-66
• 5.3 预应力配束计算66-78
• 5.3.1 荷载平衡系数取值66
• 5.3.2 基于弯曲能量最小原理初步配束66-71
• 5.3.3 预应力配束调整71-72
• 5.3.4 基于修正应力平衡法计算弯矩可行域与配束验算72-76
• 5.3.5 基于应力平衡法补充配束76-78
• 5.4 与原设计对比分析78-82
• 5.4.1 弯矩分布合理性79-80
• 5.4.2 应力分布合理性80
• 5.4.3 线形合理性80-82
• 5.5 本章小结82-83
• 结论与展望83-85
• 结论83
• 展望83-85
• 参考文献85-89
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果89-90
• 致谢90-91
• Ⅳ-2答辩委员会对论文的评定意见91

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本文编号：754629