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大跨径钢—混凝土组合连续梁桥预应力效应分析

作　者: 袁少洋
导　师: 徐岳
学　校: 长安大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 大跨径组合连续梁桥 剪力钉群 预应力效应 双单元法
分类号: U448.216
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


大跨径钢-混凝土组合连续梁桥负弯矩区施加预压应力以减小桥面板混凝土拉应力,避免造成混凝土开裂。当采用张拉预应力钢筋的方式为桥面板混凝土施加预压应力时,剪力钉群连接件组合连续梁桥与传统抗剪连接件组合连续梁桥相比具有较大的优势。本文以采用剪力钉群连接件大跨径预应力钢-混凝土组合连续梁桥为研究对象,基于现有组合梁桥分析理论,运用有限元分析方法,通过改变抗剪连接件方式并综合桥梁施工流程的修正,分析剪力钉群组合连续梁桥以及普通抗剪连接件组合连续梁桥预应力效应的异同点。本文主要研究内容如下：(1)在国内外相关学者研究工作和有关参考文献分析的基础上,明确组合连续梁桥中支座负弯矩对桥面板混凝土造成的不利影响,针对减少负弯矩不利影响的方法,研究现有方法中存在的问题和不足；分析组合连续梁桥由于桥面板混凝土的开裂,组合梁桥连续体系与简支体系结构内力和变形的异同点以及组合连续梁桥整体受力性能的特点,通过工程实例引出本文研究的内容和问题。(2)根据已有研究成果,确定适用组合梁桥结构内力和截面极限承载力分析理论；基于组合梁桥分析理论,明确计算组合梁桥结构内力和组合截面极限承载力的区别和适用的条件及范围。(3)运用桥梁结构分析软件对依托工程进行有限元数值仿真模拟,根据已有研究成果和依托工程资料,探讨采用双单元法模拟组合连续梁桥结构的合理性及有限元模型分析计算结果的可靠性和计算精度。(4)在依托工程建立的有限元模型基础上,考虑抗剪连接件变化及引起组合截面形成时间的改变并配合相应的施工流程,对剪力钉群组合连续梁桥有限元模型进行变参数分析,即在剪力钉群组合连续梁桥和传统抗剪连接件组合连续梁桥有限元模型计算结果的基础上,分析张拉预应力钢筋对组合梁桥结构内力和组合截面应力及挠度变形影响的异同点,提出剪力钉群组合连续梁桥在设计和施工过程中需要注意的问题和建议方案。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-22
  1.1 研究意义及背景  10-13
    1.1.1 研究意义  10-11
    1.1.2 研究背景  11-13
  1.2 国内外研究现状  13-18
    1.2.1 组合连续梁桥负弯矩区施加预应力方法研究  13-14
    1.2.2 组合连续梁桥混凝土裂缝影响因素研究  14-15
    1.2.3 组合连续梁桥受力性能研究  15-18
  1.3 问题引出  18-20
    1.3.1 工程概况  18-19
    1.3.2 工程特点  19-20
  1.4 本文主要研究内容和方法  20-22
第二章 钢-混凝土组合连续梁桥分析理论  22-41
  2.1 弹性分析理论  22-33
    2.1.1 组合连续梁桥内力弹性分析  22-24
    2.1.2 组合连续梁桥截面弹性分析  24-33
  2.2 塑性分析理论  33-40
    2.2.1 组合连续梁桥内力塑性分析  33-35
    2.2.2 组合连续梁桥截面塑性分析  35-40
  2.3 本章小结  40-41
第三章 基于实际工程的有限元分析方法  41-70
  3.1 组合连续梁桥有限元计算方法  41-58
    3.1.1 有限元梁单元计算方法  41-47
    3.1.2 有限元板单元计算方法  47-58
  3.2 本文依托工程有限元模型建立  58-63
    3.2.1 施工阶段模拟  58-62
    3.2.2 钢梁模拟  62
    3.2.3 混凝土桥面板模拟  62
    3.2.4 边界条件模拟  62-63
  3.3 组合连续梁桥有限元模型校核  63-69
    3.3.1 施工阶段钢梁第一次落架对比  63-65
    3.3.2 施工阶段钢梁第二次落架对比  65-67
    3.3.3 成桥阶段作用效应对比  67-69
  3.4 本章小结  69-70
第四章 工程实例与应用  70-95
  4.1 有限元模型参数对比变化  70-71
  4.2 张拉预应力钢筋对桥梁挠度的影响分析  71-79
    4.2.1 张拉预应力钢筋对施工阶段桥梁挠度的影响分析  71-77
    4.2.2 张拉预应力钢筋对成桥阶段挠度影响分析  77-79
  4.3 张拉预应力钢筋对钢梁应力的影响分析  79-90
    4.3.1 张拉预应力钢筋对施工阶段钢梁截面应力的影响分析  79-87
    4.3.2 张拉预应力钢筋对成桥阶段钢梁截面应力的影响分析  87-90
  4.4 桥面板混凝土预压应力对比分析  90-94
  4.5 本章小结  94-95
结论与建议  95-97
参考文献  97-101
攻读硕士学位期间参与的项目  101-102
致谢  102

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 各种桥梁 > 桥梁：按结构分 > 梁式桥 > 组合梁桥
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