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大跨径混凝土箱梁竖向预应力效应分析

作　者: 张凯
导　师: 谭冬莲
学　校: 长安大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 竖向预应力腹板预应力损失有限元优化设计
分类号: U441
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着科学技术水平的不断提高，材料工艺的不断改进，预应力混凝土桥梁显示了其强大的竞争力。在取得成就的同时，问题也在所难免。无庸讳言，在已建成的预应力混凝土箱梁桥中，出现开裂的现象相当严重，其中箱梁腹板的斜向裂缝又占了相当大的比例。竖向预应筋的作用为抵抗腹板剪应力和主拉应力，对于防止箱梁开裂具有显著的作用。但从多年统计数据来看，由于竖向永存压应力不足，腹板斜裂缝依然频繁出现。本文介绍了目前的几种常用的预应力损失计算方法。以背景工程为例，采用分项损失计算法对竖向预应力各项损失进行理论计算。经计算分析可知，因预应力束长度较短，摩擦引起的损失l1较小；锚具变形、钢筋回缩损失在各项损失中所占比重最大，且施工中较难控制；采用ANSYS对混凝土弹性压缩引起的损失进行分析计算，并对比单排与双排布置竖向预应力对此项损失的影响；对于混凝土收缩徐变引起的损失l6，结合箱梁腹板的应力分布与收缩徐变损失对规范中的计算方法进行了简化，并与MIDAS计算结果进行了对比，验证其应用的合理性。本文在以上计算基础上提出了几种提高永存竖向预应力的优化设计方法。首先，滞后张拉相比常规张拉腹板竖向压应力分布更为均匀，且通过对比分析可知，滞后张拉一个梁段腹板应力分布已较为理想；其次，建议竖向预应力采用倾斜布置，可有效提高预应力的作用效率与腹板压应力储备；最后通过分析竖向预应力扩散规律，得出在对应的扩散角与应力水平下竖向预应力筋布置间距的确定方法。结合参考文献与本文的计算分析，证明了以上优化措施在工程应用中的合理性。

大跨径混凝土箱梁竖向预应力效应分析

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