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曲线梁桥空间预应力分析理论与应用研究
| 论文题名： | 曲线梁桥空间预应力分析理论与应用研究 |
| 关键词： | 曲线梁桥;格栅结构;空间预应力效应分析;预应力损失 |
| 摘要： | 随着我国公路和城市道路的迅速发展,高架道路及立体交叉工程愈来愈多.曲线梁桥因其能较好地适应地形地物对桥址的限制,降低工程造价,满足路线整体线形连续性和城市环境美化等设计要求而日益得到广泛应用.曲线梁桥最显著的受力特点是,梁截面在发生竖向弯曲时,由于曲率的影响,必然产生扭转,而扭转作用也将导致梁的挠曲变形.这种"弯-扭"耦合作用造成了曲线梁桥力学分析的复杂性.本文针对曲线梁桥空间力学分析的复杂性,提出了采用基于钢混协作关系的格栅结构有限元法来分析曲线梁桥的空间力学效应.该方法的主要思路是将曲线梁桥上部混凝土结构离散为格栅单元,将预应力索离散为若干索单元,考虑预应力钢索与混凝土的协作关系,再利用有限元工具对曲线梁桥进行受力分析.因格栅结构理论是借助计算机分析曲线梁桥上部结构的一种有效实用的方法,而基于钢混协作关系的预应力效应分析方法可对预应力索张拉过程进行合理模拟,有效计算分析钢索张拉力,同时可自动计入钢索因混凝土收缩和徐变引起的预应力损失和分批张拉预应力损失.故采用这种方法来分析曲线梁桥,可使设计强度进一步降低,设计精度得到提高,因而本文的研究具有一定的现实意义.本文首先阐述了曲线梁桥的格栅结构基本理论,探讨了板式、肋梁式和箱形三种截面型式的上部结构格栅网格的划分和截面特性的计算模拟;其次重点论述了空间预应力分析理论及方法,介绍了传统的预应力效应分析方法一等效荷载法,提出了基于钢混协作关系的空间预应力分析方法,推导了有粘结和无粘结预应力筋的钢混协作关系式,并对有限单元法空间梁单元的相关问题做了简要介绍;然后结合最新公路桥梁设计规范,探讨了曲线梁桥各项预应力损失的计算,采用空间微分几何方法从理论上推导了空间曲线预应力束摩阻损失的理论计算公式;最后采用基于钢混协作关系的格栅结构有限元法,利用弯斜桥程序进行了简例分析和南湖大桥主桥的实例分析,对钢混协作关系方法分析直桥和曲线梁桥预应力效应的可行性和正确性进行了论证. |
| 作者： | 梁会 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 何雄君;陆永青 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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