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原文传递节段施工体外预应力桥梁接缝构造及力学性能研究

论文题名：	节段施工体外预应力桥梁接缝构造及力学性能研究
关键词：	桥梁工程;体外预应力;接缝应力;有限元分析
摘要：	预制节段施工体外预应力技术紧密结合着现代施工工艺和预应力的发展方向,具有施工速度快,对现有的交通影响小,体外索在使用期内可更换等优点,目前已得到世界各国的普遍认可,在桥梁工程中得到广泛应用。国内该技术的应用还处于起步阶段,还没有相应的设计规范可供参考,尤其是对接缝处的构造及力学性能还缺乏系统的研究。本文依托广州市“体外预应力节段施工新技术研究”科技计划项目,从理论和有限元数值模拟两个方面对节段施工体外预应力桥梁接缝构造的力学性能进行研究,其主要研究工作和成果如下：　　 ⑴对预制节段施工体外预应力混凝土桥梁的国内外发展和研究现状进行了详细阐述,指出了现阶段研究存在的主要问题,提出了本文研究的主要内容。　　 ⑵详细分析了节段施工体外预应力混凝土桥梁的湿接缝、胶接缝和干接缝三种接缝类型的特点、适用范围以及施工工序。并对竖直接缝、斜接缝、阶梯接缝和销槽式接缝几种常用和新型接缝构造形式进行了对比分析,给出了比选建议。最后,针对工程中常用的竖直接缝,给出了节段接缝界面各区域的剪力键构造及作用,提出了剪力键构造尺寸应满足的一般规定。　　 ⑶分析对比了现有国内外有关体外预应力束极限应力计算的规范和建议公式,总结了各自的特点,提出了比选建议,并在此基础上采用传统的截面计算方法给出了节段式体外预应力混凝土接缝处抗弯承载力的计算模型和公式。　　 ⑷分析了国内外节段接缝处剪切强度计算公式的不足,并根据现有试验研究成果,提出了多键干接缝和胶接缝的抗剪强度简化计算公式,并通过已有试验进行了验证。　　 ⑸应用ANSYS有限元程序建立了预制节段施工体外预应力接缝弯曲和剪切性能分析的非线性有限元模型。同时采用接触单元模拟接缝问的相互作用,较好地解决了预制节段拼装梁建模的关键问题。计算结果表明：体外预应力转向处的应力集中现象较为明显；接缝的开展初期速度较快,但随着各缝的相继张开,接缝的发展速度逐渐变缓,接缝的开裂使梁体产生了内力重分布,在一定程度上提高了结构的延性；接缝界面各键齿的受力不均匀,其中靠近加载面的键齿受力最大,往下依次减小,且各键齿的承压剪力约为截面剪力的14％。　　 ⑹通过建立比较模型对预应力束的配束形式、体外预应力束的二次效应以及转向处的滑移等接缝弯曲性能影响因素和接缝构造类型、混凝土强度以及接缝界面的粗糙程度等剪切性能影响因素进行分析,得出了影响接缝力学性能的关键因素,提出了接缝的设计与施工建议。　　 ⑺综合分析了影响接缝耐久性能的主要因素,重点从体外预应力混凝土结构的材料、构造、施工和管理等方面提出了提高接缝耐久性的具体措施和建议。
作者：	危春根
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	姜海波
授予学位：	硕士
授予学位单位：	广东工业大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文