预应力混凝土连续曲线箱梁桥设计关键技术研究

论文摘要

随着我国高速公路与城市道路的快速发展,高架道路和互通式立体交叉等构造物被大量采用,预应力混凝土曲线梁桥已成为现代交通基础设施的重要桥型。本文首先对曲线梁桥的基本理论和计算方法——符拉索夫弹性薄壁结构理论、平面曲梁的平面微分方程、力与应变的圆弧微分方程等进行了介绍和推导,并对目前普遍采用的结构分析有限元法的理论基础和发展进行了阐述。之后,以一座互通立交匝道桥为实例,利用有限元分析程序建立结构模型,采用参数变异法对影响预应力混凝土曲线梁桥结构受力的主要因素进行了大量的计算和比较分析。本文重点分析了曲率半径、支座偏移布置、设置抗扭支承、体系温度、温度梯度和预应力布置等影响曲线梁桥受力的因素,并对不同影响因素下曲线梁桥的变形和受力进行了分析总结。研究表明：曲率半径、支座偏移布置、设置抗扭支承、体系温度、温度梯度和预应力布置等因素对曲线梁桥的变形和结构受力影响非常显著。本文特别对支座偏移布置和设置抗扭支承进行了详细研究,提出通过寻找曲线梁桥的重心线,求解结构支反力使得两者在一定条件下平衡来确定合理偏移量的设计思路。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 概述
• 1.2 曲线梁桥的类型和受力特性
• 1.3 曲线梁桥的研究与应用现状
• 1.3.1 单纯扭转理论
• 1.3.2 翘曲扭转理论
• 1.3.3 梁格系理论
• 1.3.4 梁系理论
• 1.3.5 正交异形板理论
• 1.3.6 有限条法
• 1.3.7 有限元法
• 1.4 本文研究的意义和研究方法
• 第二章 曲线梁桥计算理论
• 2.1 曲线梁桥的"弯—扭"耦合效应
• 2.2 平面曲梁的平衡微分方程
• 2.3 力与应变关系及圆弧曲线梁位移微分方程
• 2.4 曲线梁桥的平面内变形
• 2.5 曲线梁桥的应力状态
• 第三章 曲线箱梁桥结构分析
• 3.1 概述
• 3.2 有限元基本理论
• 3.3 曲线梁桥计算模型的建立
• 3.3.1 国内曲线梁桥建模情况
• 3.3.2 工程实例
• 第四章 自重作用下曲线梁桥结构分析
• 4.1 曲线梁桥的剪力中心
• 4.2 计算模型中边界条件的考虑
• 4.3 曲率半径对结构响应的影响
• 4.4 中间点铰支承对结构响应的影响
• 4.5 抗扭支承对结构响应的影响
• 4.6 小结
• 第五章 曲线梁桥的温度效应
• 5.1 体系温度对曲线梁桥的作用
• 5.2 温度梯度对曲线梁桥的作用
• 5.2.1 温度梯度的形式
• 5.2.2 温度梯度对曲线箱梁的作用
• 第六章 曲线梁桥的预应力布置
• 6.1 钢筋预应力损失
• 6.2 预加力对曲线箱梁变形和支座反力的影响
• 6.2.1 预应力钢束竖向分力对曲线箱梁的影响
• 6.2.2 预应力钢束径向分力对曲线箱梁的影响
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表论文的论著及取得的科研成果