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原文传递后张预应力孔道对P.C桥梁截面受力特性影响的数值分析研究

论文题名：	后张预应力孔道对P.C桥梁截面受力特性影响的数值分析研究
关键词：	后张预应力;预应力混凝土桥梁;截面受力特性;数值分析
摘要：	预应力混凝土桥梁特别是P.C.连续梁桥以其结构刚度大，行车平顺性好，伸缩缝少和养护简单等一系列优点，备受业主和设计施工单位的青睐，从而使预应力混凝土桥梁得到迅速发展和广泛应用。然而步入21世纪，工程人员发现P.C桥梁开裂问题十分普遍。早期建造的大部分桥梁有的3-5年就出现开裂，有的在施工期间就出现不同程度的开裂现象，经过多年使用后承载力受到严重影响。于是，解决预应力混凝土桥梁的开裂问题势不可待。为了进一步寻找引起P.C.桥梁开裂的机理和原因以及防裂措施，为今后同类桥梁建设提供技术前提和决策依据，本论文从P.C.桥梁力学行为入手，通过数值分析的方法，分析此类桥梁在各个施工阶段及成桥状态下箱梁截面应力分布的规律及受力特性，研究预应力孔道对P.C.桥梁截面受力特性的影响，从而为该类桥梁箱梁开裂等问题的对策研究提供理论依据。本文首先综述了P.C.桥梁的发展现状和此类结构分析理论与方法的研究动态，指出了运用数值分析手段研究其受力特性的意义，阐述了这项研究工作的背景和工作中需要解决的难点，并简述了P.C.箱梁的力学特性、计算方法及有限元分析的基本理论，为数值分析提供理论依据；然后以重庆鱼洞长江大桥(260m预应力连续刚构)为依托，利用大型结构有限元分析软件ANSYS建立平面及三维分析模型，结合平面杆系结构软件Dr.Bridge全桥模型，对此桥主箱梁(单箱双室)0～2＃块部分的各个施工阶段进行了数值分析研究，证实了预应力孔道对P.C.桥梁截面受力特性的影响是不可忽视的。最后对本论文作出总结，并对P.C.桥梁受力特性及开裂原因研究领域的发展趋势和深入工作的目标做出展望。数值分析研究的内容主要分为四部分： 1.借用APDL编程在ANSYS中分别实现实桥典型截面在有孔道效应(预应力张拉灌浆前)和无孔道效应(预应力张拉灌浆后)情况下的平面数值模拟，比较分析其截面应力分布和预应力孔道周围应力集中情况，模拟分析施工阶段在施工荷载作用下砼梁的安全性。同时为进行三维空间数值分析提供前提，证实对P.C.桥梁进行三维空间数值模拟的必要性和可行性。 2.运用平面杆系结构软件Dr.Bridge3.0建立实桥的全桥模型，计算了重庆鱼洞长江大桥在施工阶段及成桥状态下的受力情况，为空间三维数值分析提供基础依据。 3.利用ANSYS二次开发工具，采用ANSYS参数化设计语言(ANSYS ParametricDesign Language)建立重庆鱼洞长江大桥主箱梁0～2＃块部分的三维实体模型，进行施工阶段和成桥状态下的空间三维数值分析。重点通过模拟预应力张拉，孔道灌浆等施工过程，分析并掌握带预应力孔道的箱梁截面在全桥施工过程中的应力分布情况。在得到大量数值分析结果的基础上，结合平面杆系计算结果和施工监控中的试验数据，与三维空间分析结果进行对比，对数值分析结果进行了总体评价并验证其分析结果的可靠性。 4.根据Ansys三维数值分析所得到的数据结果，在考虑有无孔道效应的不同情况下，对主箱梁典型截面在部分典型工况下的应力分布进行比较分析，从而研究其后张预应力孔道对P.C.桥梁箱截面受力特性的影响。
作者：	邓雪涛
专业：	结构工程
导师：	曾德荣
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文