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考虑剪刀滞影响的变截面PC悬臂箱梁时变效应分析
| 论文题名： | 考虑剪刀滞影响的变截面PC悬臂箱梁时变效应分析 |
| 关键词： | 变截面薄壁箱梁;预应力混凝土梁桥;悬臂法施工;剪刀滞;时变效应 |
| 摘要： | 变截面薄壁箱梁形式的大跨径预应力混凝土梁桥普遍采用悬臂法施工，施工期间箱梁处于悬臂状态，较准确预测悬臂箱梁的变形和应力是控制施工期间线形及成桥后箱梁线形满足设计要求的重要依据。混凝土徐变引起梁体变形随时间而变化，而剪力滞会增加梁体的附加变形，因此，进行考虑剪力滞影响的变截面预应力混凝土箱梁的时变效应分析具有重要的工程意义。本文从能量原理和内力平衡条件出发，研究了综合考虑剪力滞、钢筋配筋率、预应力筋应力松弛等影响的变截面预应力混凝土悬臂箱梁徐变效应，为深入研究桥梁悬臂法施工过程中梁体线形和混凝土、钢筋应力随时间变化提供思路，具有理论意义和工程价值。 首先运用能量变分法，推导了考虑钢筋影响的剪力滞控制微分方程，利用有限差分法得到了变截面悬臂箱梁在恒载和预加力作用下的应力、挠度和剪力滞系数计算表达式。 通过引入随时间变化的混凝土本构方程，根据任意时刻截面内力平衡方程和变形协调条件，结合剪力滞计算假定，提出了考虑剪力滞、混凝土收缩和徐变、预应力筋应力松弛、配筋率等影响的预应力混凝土变截面悬臂箱梁时变效应分析方法，建立了以有限差分法为基础的半解析计算表达式；在此基础上，模拟悬臂法施工特点，推导出了一套能应用于跟踪悬臂法施工过程的变截面悬臂箱梁时变效应计算公式。 最后，使用Matlab语言对本文方法和公式进行编程，计算分析了悬臂法施工的东江公路大桥施工期间梁体变形及混凝土应力、剪力滞系数，并将计算结果与不考虑剪力滞影响的有限元软件计算值进行对比，表明本文建立的方法可进行考虑剪力滞影响的变截面预应力混凝土悬臂箱梁时变效应分析，推导出的公式可进行考虑剪力滞、混凝土收缩和徐变、预应力筋应力松弛、配筋率等影响的梁体时变变形、混凝土时变应力的计算。 |
| 作者： | 陈雷 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 胡狄 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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