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弯梁桥钢束张拉过程预应力崩塌效应研究

吴斌

  随着我国公路和城市道路的迅速发展,高架道路及立体交叉工程愈来愈多。弯梁桥因其能较好地适应地形地物对桥址的限制,降低工程造价,满足路线整体线形连续性和城市坏境美化等设计要求而日益得到广泛应用。弯梁桥是空间结构,由于曲率的影响,弯梁桥有着和直线梁桥不同的受力特性。预应力施工对于预应力弯箱梁桥至关重要,而预应力钢束的张拉是弯箱梁施工中的关键工序。本文针对近几年一些桥梁专家提出来的弯梁桥“预应力侧向崩塌”现象,依托于内蒙古某桥为项目依托,对预应力混凝土连续弯箱梁桥的预应力钢束侧向崩塌问题进行了比较系统的研究。国内目前弯箱梁桥的设计基本上是基于杆件单元理论,用空间模型对弯箱梁进行仿真分析的不多。本文根据这一情况,运用空间有限元理论,在建立空间有限元分析模型基础上进行仿真模拟张拉,通过比较由于张拉所引起的混凝土开裂及至崩塌部位,提出较为合理的防崩措施,以期对弯梁桥的预应力防崩提供一定的参考价值。本文首先简介了目前用于分析弯箱梁桥的基本理论和方法;其次论述了空间预应力分析理论及方法;随后结合最新公路桥梁设计规范,探讨了曲线梁桥各项预应力损失的计算,并结合规范论述了预应力钢束的设计步骤和计算方法;接着介绍了基于钢混协作关系的空间预应力分析方法和基于ANSYS的有限元分析理论;然后结合设计规范,根据工程实际当中弯梁桥预应力侧向崩塌现象,对其进行了研究和计算;最后运用空间有限单元法建立了空间仿真分析模型,对预应力索张拉过程进行降温模拟,有效计算分析钢索张拉力,同时自动计入钢索因混凝土收缩引起的预应力损失,很好的提高了计算效率和精度。最终计算得出混凝土由于径向拉应力作用下引起的混凝土开裂及崩塌部位,可对工程设计起到参考借鉴的作用。本文对预应力钢束张拉所引起的混凝土开裂和崩塌研究为材料非线性分析,其中混凝土本构模型是基于五参数的Willam—Wamker破坏准则的本构模型,能够精确有效的模拟混凝土受拉所产生的破坏。……   
[关键词]:弯箱梁桥;预应力混凝土侧向崩塌;材料非线性;预应力损失
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:武汉理工大学2006年