原文传递
PC连续箱梁合拢段受力分析及构造优化
| 论文题名： | PC连续箱梁合拢段受力分析及构造优化 |
| 关键词： | 预应力混凝土;连续箱梁桥;合拢段;温差荷载;刚性支撑;构造优化设计 |
| 摘要： | 预应力混凝土（PC）连续箱梁桥以其结构刚度好、结构变形小、行车平顺舒适等优点而被广泛应用，其合拢阶段是施工最关键的阶段之一。而连续箱梁桥在施工和使用过程中，合拢段经常出现裂缝、崩裂等现象，造成极大的安全隐患，已经引起了广泛的重视。 本文对预应力混凝土连续箱梁桥施工阶段的合拢段进行了受力分析，并对合拢段区域的部分构造进行了优化研究。论文通过理论及模拟分析等方法，结合实际桥梁比较分析，进而提出今后连续梁桥合拢段的设计与施工建议。 （1）根据箱梁温差分布研究，结合实例建立计算模型，分析施工阶段温差荷载作用下，合拢口混凝土在锁定阶段的受力情况，研究表明在正向温差荷载作用下，箱梁的竖向位移表现为边跨向上、中跨下挠的趋势，当温度梯度越大，悬臂长度越大时，结构内部产生的温度应力就越大。 （2）提出了以往确定刚性支撑轴向力方法的不足，比较了考虑温差作用时和常用方法确定的内力，得出竖向温差荷载引起刚性支撑的轴力要比常用方法计算的轴力大，同时还会引起弯矩，使钢骨架处于压弯受力状态。分析了外刚性支撑解除前后合拢段区域混凝土的应力变化，得出预应力张拉后，临时支撑吸收了部分预应力效应，解除临时锁定后，混凝土的应力重新分布。由于内锁定不能解除，不能很好的将刚性支撑的应力传递至混凝土。 （3）分别从合拢段纵向预应力和顶板横向预应力两方面进行了合拢施工阶段张拉次序研究。纵向方面分析合拢阶段张拉批次对预应力效应的影响，然后比较合拢段长短束张拉顺序而引起应力变化，得出合拢段混凝土浇筑前，先期张拉的预应力合拢束应力将会部分损失。合拢段混凝土浇筑后、锁定未解除前张拉的预应力，在解除锁定后应力得以恢复。介绍了箱形梁的横向内力分析方法，利用弹性力学方法给出横向预应力作用下顶板的级数应力分布解，并通过实例进行张拉批次的优化研究，得出随着最后横向预应力张拉区纵向长度的逐渐增加，合拢区顶板中央的预应力逐渐增大。 （4）根据底板破坏机理，从底板预应力钢束的布置、横隔板、加劲肋以及纵截面下缘线形等四方面进行了优化研究，提出切实可行的设计建议。结果表明：将钢束靠近腹板布置以及增大底板保护层厚度对预防底板开裂相对有效。设置横隔板不仅可提高箱梁的扭转和畸变效应还能大幅度减小合拢段区域的底板主拉应力。加劲肋的设置虽然能降低箱梁横向中心附近的主拉应力，对纵向方向影响较小。当箱梁桥的支点处和跨中梁高确定后，截面高度满足抗剪要求时，抛物线的次数应适当取大，可以减小张拉束产生的下崩力。 |
| 作者： | 邵光强 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 虞建成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
