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原文传递多跨连续刚构桥考虑箱梁局部砼等级不足的空间网格模拟方法研究

论文题名：	多跨连续刚构桥考虑箱梁局部砼等级不足的空间网格模拟方法研究
关键词：	多跨连续刚构桥;施工过程;安全评估;空间网格模型
摘要：	多跨连续刚构桥在施工过程中悬臂浇筑的难度较大，在浇筑过程中难免会出现某些节段的顶板、底板或者腹板混凝土强度等级达不到设计要求的异常情况，炸掉悬浇节段重新浇筑会带来极大的经济损失，同时也存在巨大的安全隐患。由于主梁局部混凝土强度等级达不到设计要求，建设单位需要对全桥进行安全评估，当对结构的安全性影响不大的时候可以采用加固的手段进行解决，但是目前常用的单梁模型无法针对该情况对结构的安全进行评估。论文以某五跨连续刚构桥为依托工程，建立多跨连续刚构桥空间网格模型，与常用单梁模型计算对比分析，首次采用空间网格模型解决顶板、底板或者腹板局部混凝土强度达不到设计等级要求的情况下桥梁结构的受力分析问题。本文主要研究内容及成果如下：　　（1）空间网格法计算箱梁桥的正确性验证。空间网格法在单箱混凝土结构中应用较少，并且从未应用于计算分析主梁混凝土局部强度等级不足。因此，有必要对空间网格法在箱梁桥中的应用正确性进行验证，论文利用 MIDAS/Civil 建立空间网格模型，与 MIDAS/Civil建立的单梁模型和 MIDAS FEA建立的实体单元模型进行虚拟箱梁桥对比计算分析。结果表明：空间网格模型精度高于单梁模型，验证了箱梁桥空间网格模型建模方法以及分析计算的正确性及适用性。　　（2）空间网格法与单梁模型在多跨连续刚构桥分析中优缺点研究。利用MIDAS/Civil 建立五跨连续刚构桥空间网格模型，对箱梁桥进行横向作用效应计算分析，并将五跨连续刚构桥空间网格模型与单梁模型进行对比计算分析。结果表明：空间网格模型对桥梁结构进行计算分析时，应该考虑横向作用效应；在组合效应作用下，空间网格模型与单梁模型计算结果差值主要由恒载以及混凝土收缩徐变引起；空间网格模型可以像实体单元模型一样反映出箱梁结构的剪力滞效应，而单梁模型无法反映该效应；空间网格模型可以进一步进行横向计算分析。　　（3）论文首次提出了空间网格法自身缺陷的解决方案。对五跨连续刚构桥空间网格模型进行 PSC验算验证。结果表明：空间网格模型因部分梁单元没有分配到预应力钢束而导致其无法直接用于设计过程中的 PSC验算，可将空间网格模型划分后各截面内力换算至全截面，再对全截面进行验算。　　（4）论文首次应用空间网格法解决连续刚构桥主梁局部混凝土强度等级不足问题。单梁模型无法对该现象进行计算分析，利用空间网格模型揭示了该缺陷对结构受力状态的影响规律。结果表明：主梁局部混凝土强度不足会使强度不足区域的混凝土的压应力有所下降，而紧邻区域的混凝土的压应力会增加。
作者：	吴国栋
专业：	土木工程;桥梁与隧道工程
导师：	杜柏松
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2022