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基于开裂损伤的大跨径预应力连续梁桥力学性能分析
| 论文题名： | 基于开裂损伤的大跨径预应力连续梁桥力学性能分析 |
| 关键词： | 大跨径预应力连续梁桥;力学性能;开裂损伤;有限元法;敏感参数;温度效应 |
| 摘要： | 随着我国“十二五”规划的展开,交通基础建设虽然没有了前十年的迅猛的发展速度,但是依然会在相当一段时期内处于快速发展与逐步完善的阶段。过去几十年预应力混凝土梁桥在国内得到了大力的发展和建设,但随着运营时间的增长,部分梁桥出现梁体开裂和跨中下挠等损伤。主梁的开裂损伤,降低了预应力混凝土梁的使用性能。如何有效地对桥梁做出评估,一直是桥梁工程界比较关心和讨论的热点问题,解决好了这些问题,才能带动我国桥梁建设更好、更快的健康发展。 本文把基于开裂损伤对大跨径预应力混凝土连续梁桥在几个敏感参数影响下的力学性能做为主要的研究内容。通过一个三跨预应力混凝土连续箱梁桥的工程实例,采用大型通用有限元软件ANSYS建立全桥实体模型,在充分考虑箱梁空间效应及材料非线性等因素的情况下,对三跨预应力混凝土连续箱梁桥在混凝土徐变效应、预应力损失、温度效应以及活载效应的影响下的力学性能进行了准确的分析。通过对主梁在以上影响因素的作用下的挠度、应力的变化情况,分析桥梁力学性能的变化规律,从而更准确的找出引起大跨径预应力混凝土连续箱梁桥开裂损伤及下挠的主要原因。 通过计算分析结果,可以看出,预应力损失和活载(特别是超载)效应的影响是大跨径连续梁桥产生裂缝和跨中持续下挠的主要原因,当预应力损失30％时,跨中截面出现3.300MPa拉应力,截面已经开裂,截面刚度折减系数为0.865;当施加至4倍活载时,跨中截面出现4.670MPa拉应力,截面已经开裂,截面刚度折减系数为0.832;而混凝土徐变效应和温度效应在计算中虽然跨中截面底缘均出现拉应力,但均没有超过混凝土抗拉强度值,因此未出现裂缝,但这两项因素均能引起桥梁的下挠和开裂,也是影响因素之一。在考虑恒载、活载、预应力荷载(考虑10%的预应力损失)外加升温温度梯度效应以及10年收缩徐变的组合效应作用下,主梁中跨跨中截面出现拉应力且超过混凝土抗拉强度值,截面底缘出现裂缝,跨中截面刚度折减系数为0.918,很明显这些不利因素综合在一起,加速了桥梁跨中下挠与梁体裂缝的产生。 |
| 作者： | 王金祥 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 赵煜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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