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预加力作用下PC箱梁桥局段应力分析
| 论文题名： | 预加力作用下PC箱梁桥局段应力分析 |
| 关键词： | 预加力作用;箱梁桥;数值模拟;有限元分析;局段应力 |
| 摘要： | 随着箱梁宽度的逐渐增大，采用悬臂施工的连续梁及连续刚构桥，在施工的前数个阶段中，即施工短悬臂状态，采用梁单元理论进行施工阶段验算结构响应的不适用性，逐渐引起桥梁界的关注。在短悬臂状态，采用梁单元理论得到的应力与结构实际应力分布的差别，如何正确模拟后张法预应力钢筋等问题，亟待形成系统的研究成果。因此，本文以短悬臂状态下桥梁在预应力荷载作用下的局部应力为研究对象，进行了较为深入的研究，希望进一步完善 PC箱梁桥的设计理论和方法，同时为施工提供一定的借鉴和参考。 本文对PC箱梁桥的设计和分析理论进行了系统的论述、对比与总结，研究表明在施工的短悬臂状态采用梁单元进行分析是不精确的，亦或是造成桥梁在后期运营过程中开裂的隐患。基于实体有限元数值模拟法来实现后张法预应力作用下PC箱梁桥局段应力分析的方法，本文以花卉大桥为背景对不同建模方式的要点进行了明确的阐述，可为工程建造提供指导性意见。 通过采用两种不同的方式进行预应力钢筋与混凝土单元的节点耦合建立的ANSYS实体有限元分析模型与基于初等梁单元的Midas-civil模型数据对比，结果表明采用初等梁单元进行分析不能够准确反映截面应力的分布，由于截面宽度较大，同一截面高度上应力分布是不均匀的。为进一步修正初等梁单元模型的误差，采用有效翼板宽度理论进行修正。结果表明，此理论还是不能用来计算结构的应力水平，腹板纵向正应力与实体单元分析的应力吻合较好。 为进一步验证实体有限元数据的可信度，与花卉大桥实桥的监控数据进行了对比。研究表明，采用半耦合方式建立实体单元的有限元模拟更能够准确模拟结构的应力分布。研究表明采用梁单元理论分析桥梁在预应力荷载作用下的局部应力引起的误差，应该引起足够的重视。 |
| 作者： | 张佳丽 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 舒小娟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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