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原文传递高墩连续刚构桥刚度与开裂分析

论文题名：	高墩连续刚构桥刚度与开裂分析
关键词：	连续刚构桥;开裂分析;刚度分析;数值模拟;静载试验
摘要：	连续刚构桥在运营过程中普遍存在主梁开裂的问题，裂缝的产生与增长会造成主梁截面刚度和连续刚构桥整体刚度的降低，从而致使主梁跨中下挠，下挠又不断促进裂缝发展，两者相互耦合。目前，对于开裂与刚度对桥梁结构的影响及两者相互影响的研究较少，对在役多跨连续刚构桥开裂与刚度的分析成为一个亟待解决的问题。　　本文主要借助于有限元程序所具有的强大建模及分析功能，结合实桥开裂调查与静载试验，通过模拟计算的方法对多跨连续刚构桥开裂和刚度进行定量分析。　　首先，对多跨连续刚构桥主梁开裂及下挠基本理论进行介绍和分析;介绍箱梁结构的空间受力状态，以及箱梁受力状态的分析方法;接着介绍箱梁开裂的基本理论，包括裂缝产生的机理、预应力箱梁裂缝分类和箱梁开裂影响因素;又阐述了结构下挠机理、相关计算公式和挠度产生原因;为后续相关敏感性分析和开裂、挠度相互作用关系提供理论基础。在后续研究中分别通过各因素不同取值时主梁应力和挠度变化来分析其对结构开裂和刚度的影响。　　其次，本文依托实际工程红岭高架桥，对该五跨连续刚构桥进行了简要的工程概况介绍，利用Midas/Civil进行了空间梁元仿真分析，利用Ansys对0号块受力复杂部位进行局部实体分析;红岭高架桥为高墩连续刚构桥，墩梁刚度比决定内力分配，又因连续刚构桥为超静定结构，温度引起的附加内力在设计中所占比重很大，因此进行了预应力损失、墩身刚度以及温度梯度对主梁开裂和刚度的影响分析。　　再次，设定统计参数，对红岭高架桥三次裂缝调查进行统计，并分析裂缝开裂现状及发展规律;利用平面刚架模型对斜裂缝进行模拟，参照裂缝统计结果，分析多跨预应力混凝土刚构桥不同开裂位置以及裂缝相关参数对主梁刚度影响;采用平面刚架模型对三次开裂状态进行计算，分析三次调查中该桥受力状态及刚度折减情况;根据实桥开裂后刚度折减情况，研究了刚度降低对主梁开裂与下挠的影响。　　最后，为了验证红岭高架桥开裂状态下的实际承载能力与刚度，对该桥进行了静载试验。详述了该桥静载试验的试验方案，又利用空间梁单元模型计算出在设计荷载作用下各控制截面的应力和挠度的理论值，将各测试工况中控制断面的实测应变值和挠度值进行数据处理，同理论计算值进行比较，根据校验系数评定红岭高架桥的实际承载能力和现存刚度。
作者：	包旭
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	张宏祥
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东北林业大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文