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箱梁桥顶板横向应力及腹板剪应力的精细化分析与解析方法
| 论文题名： | 箱梁桥顶板横向应力及腹板剪应力的精细化分析与解析方法 |
| 关键词： | 箱梁桥;顶板横向应力;腹板剪应力;温度效应;精细化分析 |
| 摘要： | 调查表明，在采用悬臂灌注施工的预应力混凝土梁桥中，顶板纵向裂缝和腹板斜裂缝是出现频率较高的裂缝形式。本文全面考虑箱梁桥的实际构造、预应力布置、不利受载工况，并结合施工步骤及设计规范，对顶板横向应力和腹板剪应力开展精细化分析和解析方法研究，有助于从力学角度揭示顶板纵向裂缝和腹板斜裂缝的成因。主要内容如下： (1)基于箱梁横向框架模型，推导了横向预应力直线布束时顶板内力的解析表达式；比较横向预应力直线布束和竖弯布束对顶板受力的影响；通过实体有限元分析恒载、预应力、车辆荷载和温度引起的顶板横向应力随板厚的变化规律。 (2)基于弹性力学，给出了横向预加力作用下，箱梁项板的横向应力的简化数值公式；研究了集中力扩散角的合理取值；考虑多对集中力作用时的应力叠加效应，研究作用间距变化时的应力分布规律。 (3)考虑节段悬臂浇筑桥梁的施工特点，分析毗邻梁体约束对合龙段横向预应力张拉效果的影响；提出了合理的横向预应力张拉方案提高合龙段的预压应力；研究了各节段混凝土龄期差异引起合龙段收缩拉应力的变化规律。 (4)研究了各国规范竖向温度梯度模式下的顶板横向受力差异；比较了杆系模型与实体模型对温度应力的计算误差；建立全桥实体模型，研究了变截面箱梁桥的顶板温度应力沿桥纵向的分布规律；对受侧向日照影响较大的桥梁，分析了双向温度梯度作用对顶板纵向开裂的影响。 (5)推导了矩形变截面梁剪应力的计算公式；揭示了直线变高度矩形截面梁在竖向荷载作用和纵向力作用下，剪应力影响因素及分布规律；提出了由变截面梁的内力和几何参数直观确定剪应力沿梁高分布的方法；指出现行规范的变截面梁“换算剪力”设计思想有悖于最基本的受力平衡原理。 (6)推导了考虑梁高、底板厚度和腹板厚度变化的变截面箱梁剪应力计算公式；分析了各参数变化对截面内剪应力分布的影响；以某连续刚构桥为对象，研究不同位置截面的剪应力沿梁高分布规律；得出了成桥状态下，截面内剪应力和主拉应力最大值位置及量值沿纵向的变化趋势。 |
| 作者： | 徐舒 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 刘钊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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