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斜裂缝对预应力混凝土箱梁承载力与刚度的影响研究

作　者: 王栋
导　师: 贺拴海
学　校: 长安大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 预应力混凝土连续箱梁桥斜裂缝承载能力刚度有限单元法空间实体单元空间梁单元
分类号: U441
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 335次
引　用: 9次
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内容摘要

预应力混凝土箱梁在工程界得到广泛应用,具有着广阔的应用前景,但同时预应力箱梁腹板斜裂缝的问题也越来越成为困扰工程技术人员的一道难题。当腹板斜裂缝由于各种原因出现后,预应力箱梁桥的刚度与承载力的变化规律,以及桥梁的开裂状态是否能满足设计的荷载等级,是否能满足设计的使用用功能要求,这些问题一直未能解决。本文在分析总结国内外对混凝土结构裂缝的研究成果的基础上,提出了一套分析斜裂缝对预应力混凝土连续箱梁刚度与承载能力的影响的有限元方法。并且对具体桥梁进行了开裂后承载力与刚度的分析研究。论文分析了裂缝产生的机理、原因以及裂缝的分类。重点分析了腹板斜裂缝的产生原因。指出了裂缝产生的不可避免性,突出了裂缝研究的意义。介绍了裂缝分析的基本理论,选取了合理的混凝土与钢筋的本构关系,根据混凝土的破坏机理,论述了混凝土在复杂应力状态下的破坏准则。介绍了剪切变形与抗剪刚度的计算方法,分析了弯剪承载力的组成与剪弯段的受力特点。并对裂缝开裂后的处理方法进行了论述。建立了两种分析开裂后预应力混凝土连续箱梁承载力与刚度变化的有限元模型:空间实体模型、空间刚架-梁模型。分析了两种有限元方法的特点与适应范围。并用算例验证了这两种方法的合理性与可行性。针对某具体桥梁,根据设计资料与实测裂缝统计资料,应用两种分析方法,建立了多个的计算模型,分析了斜裂缝开裂高度、裂缝条数对承载力与刚度的影响。并对该桥开裂后的承载能力与现存刚度进行了评价。通过对两种方法计算结果的分析比较,表明两种方法均可进行开裂后桥梁承载力与刚度的分析与评价。

全文目录

第一章绪论  8-15
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 问题的提出及研究的意义  9-10
  1.3 国内外对箱梁腹板开裂的研究概况  10-12
  1.4 本文研究的主要内容  12-15
第二章桥梁结构裂缝分析  15-41
  2.1 概述  15-16
  2.2 裂缝机理  16-24
  2.3 本构关系  24-28
  2.4 混凝土的双轴强度及其破坏准则  28-30
  2.5 剪切变形与抗剪刚度  30-33
  2.6 弯剪承载力与剪跨比  33-36
  2.7 混凝土裂缝的有限元模拟  36-40
  2.8 小结  40-41
第三章裂缝分析的有限元方法  41-50
  3.1 建模方法  41-42
  3.2 主要单元介绍  42-46
  3.3 建模方法验证  46-49
  3.4 小结  49-50
第四章开裂预应力连续箱梁的实体模型分析  50-66
  4.1 实桥背景  50-51
  4.2 实桥模型及其应力分布分析  51-52
  4.3 桥梁的设计状态  52-54
  4.4 桥梁的开裂状态  54-63
  4.5 实桥开裂分析  63-65
  4.6 小结  65-66
第五章开裂预应力连续箱梁的刚架-梁模型分析  66-87
  5.1 桥梁的设计状态  66-67
  5.2 桥梁的开裂状态  67-84
  5.3 实桥开裂分析  84-86
  5.4 小结  86-87
第六章结论与建议  87-89
  6.1 结论  87
  6.2 建议  87-89
参考文献  89-90
致谢  90-91
作者在攻读硕士学位期间发表的论文  91

斜裂缝对预应力混凝土箱梁承载力与刚度的影响研究

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