原文传递
砼曲线槽型连续梁桥纵向预应力钢束的合理配置研究
| 论文题名： | 砼曲线槽型连续梁桥纵向预应力钢束的合理配置研究 |
| 关键词： | 曲线槽型梁桥;弯扭耦合;预应力效应;钢束不对称配置;序列二次规划算法 |
| 摘要： | 预应力砼槽型梁是一种新型桥梁结构，目前在世界各国得到了十分广泛的应用，但现有研究大多集中在直线槽型梁，关于曲线槽型梁结构性能的研究尚不深入，本文以一座预应力砼曲线槽型连续梁桥为背景，在现有研究理论的基础上，对其纵向预应力钢束的合理配置问题进行以下研究： （1）从理论上分析槽型梁的受力特点、力学特性以及预应力效应对其产生的影响，利用有限元分析软件ANSYS建立模型，按照梁体是否施加预应力设置不同的工况，对比有无预应力作用时桥梁结构底板、腹板的应力应变情况及支反力数值，研究发现：不论在何种工况作用下，曲线槽型梁始终存在“弯扭耦合”现象，曲线内外侧变形、应力存在差别，尤其是预应力作用时差别最为显著，说明预应力荷载会导致曲线内外侧受力不平衡，其合理配置有深入研究的必要性。 （2）按照工程经验对不同类型的纵向应力钢束分别进行位置及张拉力的不对称配置，进行大量有限元模拟并对比分析梁体力学行为，得到结论：钢束位置不对称布置时，调整底板钢束效果最好，钢束张拉力不对称布置时，调整腹板钢束效果最好，两种方式进行对比，更推荐张拉控制应力的不对称布置。同时发现钢束不对称配置对于中跨、边跨的作用效果是不同的，不确定目标直接进行曲线内外侧钢束不对称的调整，很难获得想要的效果。 （3）本文将工程实际与MATLAB中的fmincion函数相结合，提出一种纵向预应力钢束不对称配置新想法：在原钢束布置的基础上，取不同类型钢束的张拉控制应力调整量为设计变量，取关键截面的曲线内外侧正应力差值、扭转角绝对值相加最小为目标函数，同时约束混凝土抗裂抗压指标，最终能够得到纵向预应力钢束合适的张拉控制应力数值，并将结果代入ANSYS模型中进行验证，钢束合理配置后曲线槽型梁最大扭转角减小96.30％以上，内外侧正应力差值减小71.96%以上，并且目标函数理论值与有限元解的误差保持4.00%以内，基本符合工程要求的计算精度。 |
| 作者： | 刘嘉欣 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 邬晓光 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
