大体积、高截面箱梁分次浇注内力影响研究

论文摘要

收缩和徐变是混凝土作为粘弹性材料的一种固有的时变特性。正确地估计和预测收缩、徐变对结构影响,对指导工程设计、监控及施工进程具有重要的现实意义。高墩大跨连续刚构桥是对收缩、徐变较为敏感的结构体系,尤其是0#块箱梁的分次浇注。对收缩、徐变效应的估算不足,会直接关系到施工进度,同时影响到桥梁的正常使用寿命、美观及最终导致过早的桥梁维修。大体积、高截面箱梁分次浇注由于收缩、徐变的不同步,导致箱梁的内力重分布及变形,局部地方产生的拉应力过大就会引起混凝土开裂。因此,对大体积、高截面箱梁分次浇注内力影响研究是十分必要的。本论文的研究成果主要有:1、在广泛收集国内外混凝土收缩徐变研究资料的基础上,结合目前对混凝土力学行为分析中的进展,对混凝土的收缩徐变机理、在非轴向应力条件下的徐变力学表现、收缩徐变的本质进行了深入的探讨;分析了影响混凝土收缩徐变的主要因素,特别是混凝土活性掺合料、普通钢筋和预应力钢筋的截面配筋及周期性反复荷载下对收缩徐变的影响;另外由于非线性徐变效应日益引起工程界的重视,重点论述了用于结构极限状态分析的非线性徐变破坏(损伤)模型。2、鉴于国外目前建立在大量试验数据及计算机优化处理基础上的混凝土收缩徐变预测模型的不断改进及更新,本文对主要的分析模型进行了计算比较,并与我国新的《公桥规》相比较,分析了其各自的适用范围及模型精度。3、利用ANSYS二次开发工具,采用ANSYS参数化设计语言(ANSYS Parametric DesignLanguage)建立重庆鱼洞长江大桥主箱梁0#块部分的三维模型。在得到大量数值分析结果的基础上,结合施工监控中的试验数据,与三维空间分析结果进行对比,从而对箱梁0号块截面三维应力分布规律展开深入的研究。重点通过模拟不同的收缩徐变规范来研究分次浇注对截面受力特性的影响,从而分析并试图掌握分次浇注对箱梁截面的受力特性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景和问题的提出
• 1.2 国内外的研究现状及对现有方法的评价
• 1.3 研究的目的和主要内容
• 第二章 收缩徐变的基本理论及其预测模型的比选
• 2.1 收缩徐变的基本理论
• 2.1.1 混凝土的收缩
• 2.1.2 混凝土的徐变
• 2.1.3 影响混凝土收缩徐变的主要因素
• 2.1.4 混凝土收缩徐变的表示方法
• 2.2 混凝土的非线形徐变特性
• 2.2.1 混凝土的徐变恢复及其计算的数学模型
• 2.2.2 较高应力状态下混凝土的非线性徐变—损伤模型
• 2.3 混凝土收缩徐变的数学模型
• 2.3.1 混凝土收缩徐变模型的选用原则
• 2.3.2 国内外常用混凝土收缩徐变模型的评述
• 2.3.3 混凝土收缩徐变模型的综合比较及选取
• 2.4 本章小结
• 第三章 有限元分析理论及大体积砼分次浇注模型的建立
• 3.1 有限元分析的基本理论及材料的本构关系
• 3.1.1 有限元的基本思路
• 3.1.2 空间等参单元刚度矩阵
• 3.1.3 混凝土材料的本构关系
• 3.2 大体积箱梁分次浇注模型的建立
• 3.2.1 工程总体介绍
• 3.2.2 主桥0号块构造情况
• 3.2.3 有限元模型的建立(ansys10.0
• 3.3 本章小结
• 第四章 高截面、大体积箱梁分次浇注受力特性影响研究
• 4.1 鱼洞长江大桥0#块工况分析
• 4.2 鱼洞长江大桥0#三维空间应力数值分析结果及总体评价
• 4.3 大体积箱梁分次浇注对箱梁截面纵桥向正应力影响研究
• 4.3.1 底板上缘及顶板纵向正应力影响研究
• 4.4 大体积箱梁分次浇注对箱梁截面横竖向应力影响研究
• 4.4.1 底板上缘及顶板横向SX应力影响研究
• 4.4.2 底板上缘及项板竖向SY应力影响研究
• 4.4.3 0#块箱梁边腹板上剪力影响研究（沿桥纵向距箱梁中心6m处）
• 4.5 三维空间数值分析结果与施工监测中实测数据比较分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 进一步的工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果