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预应力混凝土桥弯曲孔道有效预应力理论与试验研究
| 论文题名： | 预应力混凝土桥弯曲孔道有效预应力理论与试验研究 |
| 关键词： | 预应力混凝土桥;弯曲孔道;有效预应力;有限元法 |
| 摘要： | 运营中的预应力混凝土连续梁桥或连续刚构桥,由于各种影响因素(如设计、施工、荷载、温度、材料以及自然灾害等),表现出不同类型、不同程度的病害(如成桥混凝土箱粱跨中下挠、箱梁纵向裂缝、混凝土腹板斜裂缝、结构局部损伤等),严重危及桥梁结构的生命周期。尽管存在许多方面的原因,但由桥梁结构设计理论的缺陷导致的有效预应力计算的不完善,是预应力混凝土箱梁开裂的主要原因。 本论文将理论分析、有限元模拟与试验研究相结合,对预应力混凝土梁桥预应力束和混凝土弯曲孔道之间的接触正压力做了较深入的研究。论文首先对预应力结构的概念进行了阐述,对预应力混凝土梁桥的发展史做了简要概述,并对预应力混凝土梁桥发展现状进行了描述。以接触理论分析为基础,提出了预应力束和混凝土弯曲孔道接触正压力分布的假设,并对各假设情况下的接触压力摩阻损失进行了比较。指出了现有有效预应力计算公式中各非连续弯曲孔道有效预应力不能等同于相同夹角的连续弯曲孔道所产生的有效预应力,而应该分别计算。以有限单元法接触理论为基础,利用大型通用有限元软件ANSYS建立有限元平面模型,指出了弯曲孔道接触压力从边界至中间呈从小到大的趋势,且接触边界处接触压力为零。对湖北省十堰至房县高速公路第6合同标段预应力混凝土T梁和武咸公路改造工程预应力混凝土箱梁进行了预应力束张拉试验,在其不同位置、不同张拉力下的纵向预应力束上粘贴应变传感器,在纵向预应力束张拉时,分别测试纵向预应力束应力变化,总结出沿程的预应力分布规律,进而分析弯曲孔道预应力束和混凝土之间的接触压力的分布规律。采用CT扫描技术对预应力束和混凝土弯曲孔道接触正压力分布规律进行了探讨,指出弯曲孔道预应力束和混凝土之间的接触压力与预应力束的弯曲角度和曲率半径的关系。 通过理论分析和试验数据的研究,本文得到如下结论:①弯曲孔道预应力束和混凝土间的接触压力呈中间大两边小的趋势,且接触边界处的接触压力为零。②弯曲孔道预应力柬和混凝土间的接触压力随着曲率半径的减小而迅速增大,设计弯曲孔道时应注意弯曲段的曲率半径不宜过小。③弯曲孔道预应力束和混凝土间的接触压力随弯曲角度的变化较小,但是由于弯曲角度的增大,高应力区也相应增大,致使预应力的损失也增大。 |
| 作者： | 黎晨 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 张开银 |
| 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 |
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