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原文传递预应力混凝土T梁简支变连续负弯矩区段改进构造试验研究

论文题名：	预应力混凝土T梁简支变连续负弯矩区段改进构造试验研究
关键词：	公路桥梁;负弯矩区构造;预应力张拉;桥梁设计
摘要：	预应力混凝土简支变连续结构因预制施工便捷，行车舒适性高等优势，在高速公路桥梁中得到了广泛的应用。但随着服役期的增加，简支变连续梁桥在墩顶负弯矩区段出现不同程度的开裂现象，影响其使用寿命。分析表明，施工质量所引起的有效预应力不足是导致其开裂的主要原因。当前负弯矩区构造设计采用增设齿板的方式实施预应力，需要搭设挂篮高空作业，狭窄的施工面给高质量施工带来了客观上的困难，亟需改进。针对上述问题，依托重庆市科技攻关项目，提出了一种新型负弯矩区段构造，通过降低施工难度，简化施工工序，减小高难度施工导致的有效预应力不足影响，继而达到减轻负弯矩区段的开裂病害、延长桥梁使用寿命的目的。为验证新型负弯矩区段构造的可靠性，通过缩尺模型试验，深入剖析了新型负弯矩区段构造的力学性态，为简支变连续T梁桥负弯矩区段改进技术的推广应用提供有力支撑。　　本研究主要内容包括：①在综述简支变连续梁桥技术相关研究现状的基础上，结合项目提出的新型预应力混凝土T梁简支变连续负弯矩区段改进构造，设计了验证新型负弯矩区段改进构造力学性能的试验方案，并应用ABAQUS有限元分析软件进行了理论计算分析。②制作了5片两跨等跨预应力混凝土T梁简支变连续梁试验梁，并开展了为期半年的关键力学指标监测。监测结果表明，新型负弯矩区段改进构造与传统负弯矩区段构造相比，大幅降低了施工难度，同时在力学性能上，两者接近，且各指标随时间变化的趋势相同，证明了新型负弯矩区段改进构造是可行的。③观测了不同负弯矩区段预应力张拉控制应力下试验梁关键测点的发展趋势。结果表明，随着预应力张拉控制应力的减小，负弯矩区段储备的压应力会以更大的速率减小，因此在施工过程中，应该严格控制预应力张拉控制应力。④完成了墩顶现浇段不同支座形式，即单支座、双支座对新型负弯矩区段改进构造的影响试验。试验结果表明，墩顶现浇段的拉应力在双支座的“削峰作用”下得到了一定的降低，结构整体受力上优于单支座形式的试验梁。⑤借助FEA数值模拟平台对试验梁进行仿真分析，对比新构造与传统构造在混凝土收缩徐变以及温度影响下负弯矩区段预应力损失、结构应力情况，并预测十年后预应力索力发展趋势。结果表明，新型负弯矩区段构造预应力损失略小于传统负弯矩构造，在结构力学性能方面两者差别甚微。最后，通过有限元对于单、双支座的模拟，得到支座脱空病害对结构影响较大，最终建议采用单支座形式。⑥结合试验与实桥试验结果，总结了新型负弯矩区段改进构造优势及不足。优势在于新型负弯矩区段改进构造能够有效提高施工人员安全度、提高了负弯矩区段预应力张拉的可控度并且同时缩短了57％的施工时间，节约了时间成本。
作者：	吕元佳
专业：	建筑与土木工程
导师：	周建庭
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文