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先简支后连续预应力混凝土箱梁桥施工力学性能研究
| 论文题名： | 先简支后连续预应力混凝土箱梁桥施工力学性能研究 |
| 关键词： | 预应力混凝土箱梁桥;先简支后连续;有限元分析;施工顺序;力学性能 |
| 摘要： | 本文以阜溧高速公路某先简支后连续预应力混凝土箱梁桥为工程背景，为改善混凝土的收缩抗裂性能，开展了混凝土棱柱体收缩试验和混凝土抗压试验。以数值模拟为主要分析手段，研究了收缩徐变作用对先简支后连续箱梁桥结构性能的影响，探究了不同施工顺序对先简支后连续预应力混凝土箱梁桥结构性能的影响。全文的主要工作及相关结论有以下几点： （1）进行了混凝土配合比设计，在试验组配合比中加入了减缩剂和聚甲醛纤维。进行了混凝土立方体标准试件的28d抗压试验，发现聚甲醛纤维会降低混凝土的强度。 （2）进行了混凝土棱柱体收缩试验，发现减缩剂和聚甲醛纤维的加入显著降低了混凝土的收缩变形。采用四种不同函数式对试验数据进行了拟合，发现双曲线函数式和指数函数式的拟合效果最好。根据这两种函数式分别提出了混凝土收缩预测模型，两种收缩预测模型的拟合效果良好。 （3）采用实体有限元软件分析了存梁阶段简支梁的收缩徐变作用对主梁挠度的影响，发现存梁60天时，主梁上拱度会超过20mm，不满足设计规定。存梁不同时间，主梁的上拱度存在一定差值，为保证桥面平整度和横向湿接缝钢筋的连接，同跨主梁最好在同一批次预制。 （4）采用不同收缩徐变预测模型分析了存梁阶段简支梁的收缩徐变作用对预应力损失的影响，发现收缩徐变造成的预应力损失在预应力损失值中占比超过了55％，说明收缩徐变是造成预应力损失的主要原因之一。将存梁阶段杆系单元结算结果和实体单元计算结果进行了对比，发现杆系单元对主梁上拱度和预应力损失的估计都偏小。 （5）分析了成桥阶段收缩徐变作用对主梁挠度的影响，发现考虑收缩徐变时的跨中上拱度是不考虑时的1.6倍以上，边跨甚至接近两倍。分析了成桥阶段收缩徐变作用对预应力损失的影响。成桥三年时预应力损失值占比在90%以上，收缩徐变造成的预应力损失占到了50%左右。分析了成桥阶段收缩徐变作用对中支点梁顶预压应力的影响，发现收缩徐变作用不会导致中支点梁顶预压应力的减小。 （6）进行了后连续端施工顺序的分析，得到的结论是建议对于3跨、4跨、5跨先简支后连续梁桥，均可采用后连续端一次性浇筑，预应力对称张拉的施工顺序；建议对于6跨先简支后连续梁桥，采用后连续端一次性浇筑，预应力筋隔端张拉的施工顺序。通过施加强迫位移模拟了临时支座的拆除，并对临时支座拆除顺序作了分析。建议对于3至6跨的先简支后连续梁桥，采用对称拆除的施工顺序。 |
| 作者： | 周毅 |
| 专业： | 交通运输工程(专业学位) |
| 导师： | 王新定 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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