详情

原文传递斜拉桥预应力混凝土索塔关键问题研究

论文题名：	斜拉桥预应力混凝土索塔关键问题研究
关键词：	斜拉桥;预应力混凝土索塔;U形预应力筋;张拉伸长值;节段足尺模型试验;日照温度应力;混凝土时效
摘要：	近年米，大量的大型或超大型斜拉桥在我国各地兴起，由于结构功能的需要，小曲率半径、大吨位曲线预应力筋在预应力混凝土结构中的应用日渐增多。同时，由于跨度的增加，在大跨径斜拉桥的索塔设计中，斜拉索的设计吨位已达到了“干吨”级的水平，使得索塔锚固区的受力越来越大，这无疑给设计带来了许多新的课题。另外，由于斜拉桥预应力混凝土索塔属于高耸结构，其工作环境恶劣，承受四季变化的太阳辐射的作川，以及混凝土材料自身特性的复杂性及不确定性，都对索塔短期和长期工作性能产生某种程度的影响。这些都是迫切需要解决的课题。 1．小半径大曲率预应力筋张拉伸长值研究针对小曲率半径预应力束的张拉伸长值比理论伸长值偏大这一现象，分析影响小曲率半径预应力束张拉伸长值的各种冈素。考虑小曲率半径预应力束曲线段的等效径向荷载引起的挤压效应，对孔道摩阻系数进行修正。同时，分析预应力束的束效应引起的钢绞线的重新排列，以及弯曲段等效径向荷载产生的径向位移，最后提出适合大曲率预应力束张拉延伸量计算的理论方法，并通过多个工程实测数据进行校验。另外，对五河口斜拉桥全索塔的U形预应力筋施工中的张拉伸长值进行概率分析，并分析规范规定的±6﹪偏差的概率置信度。 2．五河口斜拉桥索塔节段模型试验研究总结已有的斜拉桥索塔节段模型试验研究中所选取的节段高度和位置，以及试验中所采取的加载方式、测点布置情况，并概括性地总结这些节段模型的工作性能。另外，通过有限元程序对淮安市五河口斜拉桥索塔节段足尺模型进行分析的结果，与节段足尺模型试验结果比较，确定索塔结构的抗裂安全度利破坏安全度，并提出相应的构造措施建议。同时，对现有已知的斜拉桥索塔节段足尺模型试验进行若干总结研究，期望得出一些新的结论。 3．索塔锚固区整体分析研究对索塔节段模型试验和理论分析结果与索塔整体模型理论分析结果进行比较研究，对比二者的抗裂安全度和工作性能，研究节段模型能否反映整体索塔的实际性能。另外，研究环向u形预应力筋的预应力效应沿模型高度方向的衰减，以及单对拉索索力效应沿模型高度方向的衰减，并与整体环向预应力筋的预应力效应和全部拉索索力效应沿模型高度方向的衰减进行比较。 4．斜拉桥索塔环向预应力筋合理布置及优化研究通过对比三座大型斜拉桥索塔锚固区足尺节段模型试验情况，并以此为基础分析索塔锚固区预应力筋平面内的合理布置方式，进而研究U形预应力筋的合理竖向间距。另外，采用线性规划的方法，运用单位预应力筋在锚固区产生的预应力效应，结合线性叠加原理，对淮安五河口斜拉桥索塔锚固区现有的U形预应力筋布置方式进行优化研究。 5．斜拉桥预应力混凝土索塔的日照瞬态温度场研究从太阳辐射、热对流及热传导的基本原理出发，利用傅立叶热传导偏微分方程，结合等效综合室外温度的方法确定的索塔塔壁外侧的第三类边界条件，以及塔体内部边界条件。从而研究五河口斜拉桥索塔在太刚辐射极值的状态下，夏季和冬季的塔体日照瞬态温度场，并采用耦合的方法研究对应的温度自生应力。 6．基于混凝土时效不大确定性的索塔长期工作性能研究对比研究国内外几种常用的混凝土时效计算模式，分析其相对适用条件。探讨混凝土时效计算模式的几种类型的不确定性，并以此不确定性的变异系数为基础，研究合理的混凝土时效计算模式。分析混凝土中普通钢筋与混凝土的相互作用，进而研究普通钢筋对混凝十收缩和徐变的影响。通过线性徐变力学的两个定理，以预应力混凝土索塔锚固区的线弹性解为基础推导其线性徐变解，进而研究预应力混凝_十索塔锚固区基于混凝土时效不确定性的长期工作性能。
作者：	唐红元
专业：	结构工程
导师：	孟少平;刘钊
授予学位：	博士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文