原文传递
体外预应力装配式桥墩方案设计及有限元分析
| 论文题名： | 体外预应力装配式桥墩方案设计及有限元分析 |
| 关键词： | 体外预应力;装配式桥墩;有限元模型;抗震性能 |
| 摘要： | 我国的城市高架桥施工工艺落后,施工周期长,造成交通拥堵、环境污染,已经成为制约经济社会发展的重大问题。为了加快城市桥梁施工速度、缓解交通拥堵、减轻环境污染,本文提出了一种体外预应力装配式桥墩设计方案,这种桥墩具有的优点是可以在工厂生产,现场拼装,并且有利于桥梁的监测、维护和拆除。预制构件还可以循环利用,符合节能减排的要求,并且体外预应力钢绞线可以拆除、替换或重新张拉。 本文的研究思路是首先对体外预应力装配式桥墩进行了方案设计并分别对预制盖梁、预制墩身和预制承台在施工阶段和使用阶段进行了受力计算;其次,本文拟采用ANSYS有限元分析软件,分别在施工阶段和使用阶段对其控制截面进行计算分析,其中使用阶段分三种工况;最后,在ANSYS有限元软件分析中,通过输入反应谱方法分析这种桥墩的抗震性能。 通过ANSYS分析,得出的主要结论如下:(1)在静力作用下,桥墩的最大位移发生桥墩顶部。最大竖向位移发生在工况一,其值为1.68mm。顺桥向最大水平位移发生在工况二,其值为0.61 mm。横桥向最大水平位移发生在工况三,其值为1.65mm。(2)在预应力和荷载工况作用下,墩身应力为-1.55MPa~-18.3MPa,未超过混凝土的抗压强度设计值,结果表明桥墩的设计方案合理可行。钢绞线的应力范围为981MPa~997MPa,均小于其抗拉强度设计值,与有效预应力相比,钢绞线的预应力损失较小。(3)在使用阶段,钢绞线端部混凝土的最大拉应力为6.34MPa,超过了混凝土的强度设计值,因此,在钢绞线锚固端和张拉端分别设置尺寸为210mm×210mm×30mm的钢垫板和4层φ14螺旋钢筋进行加强处理。(4)在顺桥向地震作用下,σcon=0.65fptk的顺桥向墩顶位移为σcon=0时的15.25％;σcon=0.65fptk的地震作用为σcon=0的1.38倍。横桥向地震作用下,σcon=0.65fptk的横桥向墩顶位移为σcon=0时的3.26％;σcon=0.65fptk的地震作用为σcon=0的1.38倍0.97倍。结果表明预应力的存在对桥墩抗震起有利作用。(5)在顺桥向地震作用下,墩底出现最大拉应力,其值为0.52MPa,小于设计强度,满足抗震要求。在高地震设防烈度区时,墩底剪力超出桥墩抗剪要求,不适合采用装配式桥墩。 |
| 作者： | 杨俊荣 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 龙炳煌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
