预应力混凝土曲线箱梁桥设计研究及工程应用

论文摘要

预应力混凝土曲线梁桥作为现代交通基础设施的重要桥型已经越来越多的应用在桥梁设计和建设实践中。但是由于受到空间预应力束、曲箱梁的弯曲、扭转及截面剪力滞、畸变等因素的影响,受力十分复杂。本文总结了曲线箱梁桥设计的基本理论和计算方法,并重点以一座预应力混凝土连续曲线箱梁立交桥工程为背景,利用梁格法理论和有限元分析方法分别对该桥进行结构计算以及两者计算结果对比,对弯桥成桥及运行状态进行了分析,从而得到相对合理的预应力布束形式。通过不同曲率半径、支座偏移布置等因素对桥梁受力状态影响的分析进而对连续曲线箱梁桥的变形和受力的规律进行了分析和总结。结果表明采用桥梁博士软件的空间梁格理论进行曲线箱梁的分析,相对于ansys软件有限元实体单元分析结果有一定的误差,但该误差均在许可范围内,并且它有建模简单、加载方便、计算快捷等优点,可以被应用于指导设计;预应力布束形式、曲率、支座偏移等因素对结构成桥状态和变形影响非常显著,设计过程中应特别注意。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 曲线梁桥在道路桥梁建设中的地位
• 1.2 曲线梁桥的分类
• 1.3 曲线梁桥的受力特点
• 1.4 曲线梁桥的研究现状
• 1.4.1 国内外研究现状
• 1.4.2 弯梁桥的计算理论和方法
• 1.5 问题的提出
• 1.6 本文的研究内容
• 第二章 曲线桥梁设计
• 2.1 总体设计
• 2.1.1 计算图式
• 2.1.2 跨径布置
• 2.1.3 下部构造设计
• 2.1.4 横截面设计
• 2.1.5 横隔板设置
• 2.2 支承约束、预偏心设置
• 2.2.1 支承方式
• 2.2.2 平面变形
• 2.2.3 预偏心设置
• 2.3 预应力钢束设计和防崩措施
• 2.3.1 曲线桥预应力特点
• 2.3.2 预应力钢束配置
• 2.3.3 防崩钢筋
• 2.4 设计中存在的问题
• 2.5 本章小结
• 第三章 典型曲线桥的设计方案及梁格法分析
• 3.1 概述
• 3.1.1 工程概况
• 3.1.2 技术标准
• 3.1.3 自然条件
• 3.2 总体设计
• 3.2.1 桥型布置
• 3.2.2 截面形式
• 3.2.3 下部结构
• 3.3 主要材料
• 3.4 预应力钢束设计
• 3.5 结构的分析计算
• 3.5.1 梁格法理论
• 3.5.2 梁格法模型建立
• 3.5.3 计算参数
• 3.5.4 计算结果
• 3.6 典型截面计算结果
• 3.7 计算结果分析
• 第四章 有限元及其在曲桥空间分析计算中的应用
• 4.1 有限元及其基本概念
• 4.1.1 有限元理论及其发展
• 4.1.2 有限元基本概念
• 4.2 钢筋混凝土有限元的模拟
• 4.3 成桥空间效应计算结果分析
• 4.3.1 全桥应力计算结果
• 4.3.2 结果分析及与梁格法的比较
• 4.4 典型截面计算结果
• 4.5 典型截面结果对比分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 曲线桥梁的参数分析
• 5.1 曲率半径
• 5.2 弯桥中间点铰支承偏置对结构响应的影响
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢