预制预应力混凝土梁反拱度研究

论文摘要

预应力混凝土梁(PC梁)具有结构刚度好、变形小、易养护、抗震性能强、行车平顺等优点。在常用的箱梁、T梁、工字梁及空心板梁等预制构件中,张拉预应力束以后主梁会产生反拱度。当预制预应力混凝土梁的反拱值产生偏差时常常会造成一系列的不良后果。比如直接会影响桥面铺装的厚度,严重时会形成局部错台,大小不一的反拱还会在各片主梁梁底平面产生高差,从而影响桥梁的美观。本文以西湖岫子特大桥为研究背景,对预制预应力混凝土梁的反拱度的变化规律及影响因素进行研究,研究内容如下：首先,本文对预应力混凝土技术进行了阐述,对预应力混凝土技术的发展状况进行了概括介绍。交代了预制预应力混凝土梁反拱度偏差对桥梁的影响,探讨了预制预应力混凝土梁反拱度的研究现状。为后续的研究分析工作做好准备。然后,概述了进行预应力混凝土结构研究的有限元分析方法,介绍了预应力混凝土结构非线性的基本理论,并确定了模拟实际预应力混凝土梁的方法。同时,交代了混凝土收缩、徐变理论,为研究徐变反拱度提供理论依据。最后,通过大型有限元分析软件Ansys建立了预制预应力混凝土梁的有限元模型,将实际采集的反拱度及应力、应变数据与理论数据进行比较分析,得到40米预制箱梁及40米预制T梁的弹性反拱度、徐变反拱度及应力、应变的变化规律。并深入研究实际施工中可能影响反拱度值的因素,通过改变模型变量分别确定预制预应力混凝土梁的反拱度值与张拉应力、预应力束孔道布置、混凝土白重、主梁尺寸及施工温度之间的关系,并得出相应的结论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 预应力混凝土技术的发展
• 1.3 论文的研究背景
• 1.4 预制预应力混凝土梁反拱度偏差问题概述
• 1.5 本文的研究内容
• 2 预应力混凝土结构有限元分析理论及收缩徐变理论
• 2.1 有限元方法的简介
• 2.2 结构非线性分析概述
• 2.2.1 几何非线性分析
• 2.2.2 材料非线性分析
• 2.3 本构关系的概念
• 2.3.1 非线性分析中的各种本构关系
• 2.3.2 确定本构关系（模型）的方法
• 2.4 钢筋混凝土结构非线性全过程分析
• 2.4.1 整体式模型
• 2.4.2 分离式模型
• 2.4.3 组合式模型
• 2.4.4 嵌入式滑移模型
• 2.5 混凝土收缩徐变理论
• 2.5.1 混凝土的徐变
• 2.5.2 混凝土的收缩
• 2.5.3 混凝土收缩应变和徐变系数终极值
• 2.5.4 徐变收缩对桥梁结构的影响
• 2.5.5 影响徐变、收缩的因素
• 2.6 本章小结
• 3 预制预应力混凝土梁反拱度数据采集及分析
• 3.1 工程介绍
• 3.2 试验数据采集
• 3.2.1 试验梁的选择
• 3.2.2 试验测点布置
• 3.2.3 试验原理
• 3.2.4 试验数据采集方法及频率
• 3.3 预制预应力混凝土梁有限元分析
• 3.3.1 建模方法
• 3.3.2 模型建立
• 3.4 试验数据分析
• 3.4.1 弹性反拱度值统计
• 3.4.2 应力、应变实测数据分析
• 3.4.3 反拱度实测数据分析
• 3.4.4 实测徐变系数
• 3.5 本章小结
• 4 预制预应力混凝土梁反拱度偏差分析
• 4.1 预制预应力混凝土梁反拱度偏差的影响因素概述
• 4.1.1 截面刚度误差对反拱度的影响
• 4.1.2 自重误差对反拱度的影响
• 4.1.3 混凝土龄期不同对反拱度的影响
• 4.1.4 施加预应力误差对反拱度的影响
• 4.1.5 混凝土的收缩徐变对反拱度的影响
• 4.2 预制预应力箱梁在不同工况下反拱度偏差研究
• 4.2.1 预应力束张拉误差对预制箱梁弹性反拱度的影响
• 4.2.2 预应力束孔道布置误差对预制箱梁弹性反拱度的影响
• 4.2.3 混凝土容重偏差对预制箱梁弹性反拱度的影响
• 4.2.4 尺寸偏差对预制箱梁弹性反拱度的影响
• 4.2.5 施工温度（季节）对预制箱梁弹性反拱度的影响
• 4.3 预应力混凝土T梁在不同工况下反拱度偏差研究
• 4.3.1 预应力束张拉误差对预制T梁弹性反拱度的影响
• 4.3.2 预应力束孔道布置误差对预制T梁弹性反拱度的影响
• 4.3.3 混凝土容重偏差对预制T梁弹性反拱度的影响
• 4.3.4 尺寸偏差对预制T梁弹性反拱度的影响
• 4.3.5 施工温度（季节）对预制T梁弹性反拱度的影响
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢