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波形钢腹板PC组合连续箱梁桥施工过程与预应力参数分析

作　者: 张兴志
导　师: 杨永清
学　校: 西南交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 波形钢腹板预应力混凝土组合连续箱梁桥施工分析参数分析
分类号: U448.213
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

作为近十几年来出现的一种新型结构形式桥梁,波形钢腹板PC组合箱梁桥具有自重轻、预应力效率高、施工周期短、造型美观等诸多优点;同时,其独特的结构形式使结构各组成部分受力明确,并避免了传统预应力混凝土梁桥容易发生腹板开裂的缺点。波形钢腹板PC组合箱梁桥在法国、日本等国家得到了较广泛的研究和应用,上世纪90年代以来,我国开始对这一新型桥梁展开研究和工程实践,并于2005年建成了我国第一座波形钢腹板PC组合箱梁桥。本文在总结分析国内外波形钢腹板PC组合箱梁桥的抗弯、抗剪屈曲等结构受力性能研究成果基础上,针对目前国内外相关研究主要集中于波形钢腹板的剪切屈曲模式和桥梁抗弯、抗扭以及截面承载力的研究,而工艺和结构参数研究相对缺乏的现象,展开以下两方面分析研究,包括:大跨度波形钢腹板PC组合连续桥梁施工过程的结构受力、变形行为特点分析;体外束的工艺顺序、体内外预应力比例和体外束的布置形式等因素对波形钢腹板PC组合连续箱梁桥受力性能的影响。本文的研究工作表明,大跨度波形钢腹板PC组合连续箱梁桥采用节段悬臂施工工艺时,波形钢腹板剪切应力不是控制重点,采用节段悬臂施工技术是可行的;在保持基本施工工艺不变情况下,连续梁边跨体外束在中跨合龙前或者合龙后张拉时,成桥结构徐变次内力发生变化;可通过调整边跨体外束的张拉顺序,调整体外预应力束与底板体内束配筋比例,改变体外束线形及其间跨比等结构参数,可实现桥梁的受力调整。本文工作可为进一步研究和工程实践参考。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-10
第一章绪论  10-29
  1.1 概述  10-11
  1.2 波形钢腹板桥梁应用状况  11-20
  1.3 波形钢腹板PC组合箱梁结构特点  20-21
    1.3.1 与传统PC箱梁相比的特点  20
    1.3.2 与平钢腹板PC组合箱梁相比的特点  20-21
    1.3.3 波形钢腹板PC组合箱梁存在的问题  21
  1.4 波形钢腹板PC组合箱梁研究状况  21-27
    1.4.1 国外研究状况  21-25
    1.4.2 国内研究现状  25-27
  1.5 本文的研究内容和技术路线  27-29
第二章波形钢腹板PC组合箱梁的结构体系和受力特性  29-48
  2.1 波形钢腹板PC组合箱梁结构体系  29-34
    2.1.1 整体构造  29
    2.1.2 纵向立面布置  29-30
    2.1.3 连接构造  30-31
    2.1.4 波形钢腹板构造  31-33
    2.1.5 横隔板构造  33
    2.1.6 体外束及锚固构造  33-34
  2.2 波形钢腹板PC组合箱梁受力性能  34-47
    2.2.1 抗弯性能  34-41
    2.2.2 抗剪性能  41-46
    2.2.3 抗扭性能  46-47
  2.3 小结  47-48
第三章波形钢腹板PC组合连续箱梁桥施工过程分析  48-82
  3.1 概述  48
  3.2 工程概况  48-55
    3.2.1 桥梁主要结构尺寸  49-52
    3.2.2 设计标准  52
    3.2.3 预应力束设置  52
    3.2.4 波形钢腹板连接  52-54
    3.2.5 施工工法  54
    3.2.6 材料和节段划分  54-55
  3.3 有限元模型建立  55-61
    3.3.1 有限元理论简介  55-56
    3.3.2 软件选择与单元选取  56
    3.3.3 模型建立的简化与假定  56
    3.3.4 计算简化图式和结构离散  56-57
    3.3.5 边界处理和荷载  57
    3.3.6 混凝土收缩、徐变的模拟  57-60
    3.3.7 温度  60-61
  3.4 施工过程分析  61-81
    3.4.1 施工阶段划分  61
    3.4.2 施工阶段受力与变形分析  61-77
    3.4.3 波形钢腹板剪切屈曲稳定性  77-78
    3.4.4 施工过程参数分析及变形控制  78-81
  3.5 小结  81-82
第四章预应力体系分析  82-116
  4.1 波形钢腹板PC组合箱梁桥预应力体系特点  82
  4.2 基本假定  82-83
  4.3 工艺顺序对桥梁受力性能影响  83-85
  4.4 体外预应力敏感性分析  85-91
    4.4.1 参数与工况选取  85-87
    4.4.2 主梁变形和受力分析  87-91
  4.5 体外预应力束线形布置  91-114
    4.5.1 锚固处体外束轴线与桥轴线夹角的影响  93-102
    4.5.2 体外束转向块间距与跨径之比的影响  102-114
  4.6 小结  114-116
结论与展望  116-118
致谢  118-119
参考文献  119-124
攻读硕士学位期间发表的论文及参加的工程实践  124

波形钢腹板PC组合连续箱梁桥施工过程与预应力参数分析

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