大跨度连续刚构桥预应力钢束设计研究

论文摘要

目前,我国正在大规模建造大跨度预应力混凝土连续刚构桥,但随着后期主梁下挠、箱梁裂缝等问题的产生,大跨度连续刚构挢预应力钢束设计也备受关注本文研究了大跨度连续刚构桥预应力钢束设计的理论和方法,分别探讨了大跨度连续刚构桥纵向预应力钢束、横向预应力钢束、竖向预应力钢束的配置方法和关键问题,并利用有限元计算分析软件Midas/Civil实现了68m+120m+68m的大跨度预应力混凝土连续刚构桥的设计建模、计算和分析。论文主要在以下方面展开工作：分析了连续钢构桥纵向预应力直线式配束方案,指出了这种配束方案存在的问题,并对比分析了其他配束方案的合理性；针对连续刚构桥主梁下挠和箱梁裂缝问题,讨论了预应力设计上的改进措施；分析论述了有限元计算分析软件Midas/Civil建立大跨度预应力混凝土连续刚构桥的过程和方法,实现了整个大跨度连续刚构桥梁结构的设计、计算和分析,并得出了大跨度连续刚构桥预应力钢束的布置形式和预应力钢筋的材料用量,而且也说明了Midas/Civil程序在预应力钢筋混凝土铁路桥梁设计验算中的应用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 连续刚构桥国内外发展现状分析
• 1.1.1 发展历程
• 1.1.2 体系特征对比分析
• 1.2 连续刚构桥的发展趋势及主要病害
• 1.2.1 发展趋势
• 1.2.2 主要病害
• 1.3 连续刚构桥预应力钢束设计概述
• 1.4 本文的研究内容和研究意义
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究意义
• 第2章 连续刚构桥预应力设计方法与计算理论分析
• 2.1 预应力混凝土连续刚构桥设计总结分析
• 2.1.1 有限元分析法总结分析
• 2.1.2 连续刚构桥的设计计算总结分析
• 2.2 大跨度连续刚构桥预应力钢束设计方法及理论分析
• 2.2.1 预应力配束原则
• 2.2.2 预应力钢束设计的主要内容
• 2.2.3 预应力配束和钢束根数估算
• 第3章 大跨度连续刚构桥三向预应力钢束布置研究
• 3.1 概述
• 3.2 纵向预应力钢束布置研究
• 3.3 横向预应力钢束布置研究
• 3.4 竖向预应力钢束布置研究
• 第4章 大跨度连续刚构桥多种配束形式分析
• 4.1 连续刚构桥预应力配束形式的发展及概述
• 4.2 直线式配束形式分析
• 4.2.1 直线式配束形式的理论分析
• 4.2.2 直线式配束形式存在的问题
• 4.3 其他预应力配束形式的合理性对比分析
• 第5章 大跨度连续刚构桥预应力设计改进
• 5.1 概述
• 5.2 预应力设计理念改进
• 5.3 预应力配束形式改进
• 第6章 大跨度连续刚构桥三向预应力配束实例
• 6.1 概述
• 6.2 主要设计技术标准及参数
• 6.2.1 主要设计技术标准
• 6.2.2 主要设计荷载
• 6.2.3 荷载组合
• 6.2.4 主要设计指标及参数
• 6.3 纵向预应力配束
• 6.4 横向预应力配束
• 6.5 竖向预应力配束
• 第7章 大跨度连续刚构桥预应力设计计算结果及分析
• 7.1 有限元软件MIDAS/CIVIL在桥梁设计计算分析中的应用
• 7.2 大跨度预应力混凝土连续刚构桥设计建模计算分析
• 7.2.1 定义材料和截面
• 7.2.2 建立结构模型
• 7.2.3 定义并构建结构组
• 7.2.4 定义并构建边界组
• 7.2.5 定义荷载组并输入荷载
• 7.2.6 布置张拉预应力钢束
• 7.2.7 定义并建立施工阶段
• 7.2.8 定义时间依存性材料特性值并连接
• 7.2.9 支座沉降分析
• 7.2.10 移动荷载分析
• 7.2.11 运行结构分析
• 7.3 大跨度连续刚构桥预应力设计计算结果及分析
• 7.3.1 各施工阶段主梁应力检算
• 7.3.2 运营荷载作用下主梁内力及应力计算结果及分析
• 7.3.3 铁路桥梁预应力混凝土结构设计在Midas/Civil中的验算说明
• 7.3.4 本桥三向预应力设计结果
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所参加的科研实践