先简支后连续桥梁施工中的力学问题研究

论文摘要

先简支后连续桥梁是近年来迅速发展起来的一种新的桥梁结构体系,以其独特的优势在众多中等跨径桥梁的方案比选中胜出。它既具有简支梁的批量生产,加工速度快,施工方便的优点,又具有连续梁受力性能良好、整体性好的特点。对于先简支后连续桥梁的研究主要集中施工方面,关于该桥型系统的施工力学方面的研究比较少见。本文以《某某高速公路先简支后连续桥梁的施工工艺及线形控制的研究》项目为研究背景,针对当前工程中出现的工程问题进行力学分析。作者在查阅了国内外大量的先简支后连续桥梁的文献后,在掌握先简支后连续桥梁结构体系的基础上,结合工程实际进行先简支后连续桥梁施工中的力学问题研究。采用桥梁结构专业软件MIDAS/civil和桥梁博士进行实际工程的有限元计算。其主要研究内容如下:1.在理解先简支后连续桥梁结构体系的基础上,对于5*30m预应力T梁进行基于施工程序的受力特性分析;针对目前工程中预应力梁体上拱度不够的现象进行力学计算,并进行了影响预应力梁体上拱度因素的探讨;对先简支后连续桥梁的桥墩进行计算,给出安全性评定;对不等跨布置的预应力钢束配置进行计算,并给出机理性解释;对裸梁上运输梁板的工况进行计算,并给出合理化运输的建议。2.对预制构件进行了预应力计算,主要研究了其预应力钢束的预应力损失,得出预应力的总体损失百分比以及各单项在总体预应力损失中的百分比。指出当前预应力梁体混凝土的应力状态,得出混凝土徐变对梁体预应力的影响。3.进行混凝土的弹性模量试验,将试验所得抗压强度与规范抗压强度进行对比,得出混凝土的弹性模量与混凝土的抗压强度之间的关系;进行30m预应力T梁的工地试验,测试预应力梁体张拉阶段的应变和挠度以及预应力混凝土梁体的徐变,将试验所得数据与理论计算值进行对比,试验结果与理论有很好的吻合。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文的研究目的和意义
• 1.2 先简支后连续桥梁的类型
• 1.3 先简支后结构连续梁桥研究现状
• 1.3.1 国外研究状况
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 本文的主要工作
• 1.5 本章小结
• 第2章 先简支后连续桥梁力学分析的基础理论
• 2.1 概述
• 2.2 有限元法
• 2.2.1 有限元法的基本思想
• 2.2.2 杆系有限元法
• 2.3 预加力等效荷载原理
• 2.3.1 曲线预应力筋的等效荷载
• 2.3.2 折线预应力筋的等效荷载
• 2.3.3 锚点等效荷载
• 2.3.4 预加内力与截面核界距
• 2.4 预应力损失的计算
• 2.5 收缩徐变理论
• 2.5.1 徐变的计算理论及方法
• 2.5.2 徐变计算模式
• 2.6 本章小结
• 第3章 先简支后连续桥梁施工中的力学分析
• 3.1 概述
• 3.2 结构受力特性分析
• 3.2.1 有限元模型的建立
• 3.2.2 内力计算结果
• 3.2.3 应力计算结果
• 3.2.4 结论
• 3.3 预应力梁上拱不足的计算
• 3.3.1 基本概况
• 3.3.2 计算结果及分析
• 3.3.2.1 弹性模量变化的计算
• 3.3.2.2 收缩徐变影响的计算
• 3.3.2.3 摩阻系数影响的计算
• 3.3.2.4 反拱设置影响的计算
• 3.3.3 结语及建议
• 3.4 不等跨负弯矩配束的计算
• 3.4.1 基本概况
• 3.4.2 疑惑的产生
• 3.4.3 有限元计算
• 3.4.4 力学分析
• 3.5 桥墩保护层厚度偏大的验算
• 3.5.1 工程概况
• 3.5.2 有限元模型的建立
• 3.5.3 荷载取值的确定
• 3.5.4 计算结果及结论
• 3.6 裸梁上运输梁板的计算
• 3.6.1 概述
• 3.6.2 裸梁运梁的施工工况
• 3.6.3 各工况下最不利位置的确定
• 3.6.4 计算结果及建议
• 3.7 本章小结
• 第4章 预制构件预应力计算
• 4.1 概述
• 4.2 计算模型的建立
• 4.3 钢束预应力计算结果
• 4.3.1 各钢束总体预应力损失
• 4.3.2 钢束各项预应力损失比例
• 4.3.3 钢束有效预应力与钢束位置的关系
• 4.3.4 钢束预应力计算结论及建议
• 4.4 梁体混凝土预应力计算结果
• 4.4.1 目前工程中混凝土的应力状态
• 4.4.2 混凝土的收缩徐变规律
• 4.4.3 结论
• 4.5 本章小结
• 第5章 先简支后连续桥梁试验研究
• 5.1 概述
• 5.2 依托工程简介
• 5.3 混凝土的弹性模量试验
• 5.3.1 试验设备简介
• 5.3.2 试验步骤
• 5.3.3 试验结果
• 5.3.3.1 抗压强度及弹性模量与时间的关系
• 5.3.3.2 试验抗压强度及规范抗压强度的比较
• 5.3.3.3 弹性模量与抗压强度之间的关系
• 5.3.4 结论
• 5.4 预应力混凝土 T 梁试验
• 5.4.1 试验简介
• 5.4.2 分批张拉过程测试结果
• 5.4.2.1 上拱度测试结果
• 5.4.2.2 应变测试结果
• 5.4.3 理论计算结果与试验的比较
• 5.4.4 徐变观测
• 5.4.4.1 徐变应变观测
• 5.4.4.2 上拱度观测
• 5.5 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A （攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录）