预应力曲线连续梁扭转效应分析

摘要

预应力曲线连续梁桥被广泛应用于城市高架桥和高速公路互通立交中，其受力表现出明显的弯扭耦合特征。预应力的施加不仅将引起主动平衡外荷载的弯矩效应，而且可能产生可观的扭矩效应。目前，能计算得到曲线连续梁桥在预应力作用下的扭矩效应仍是一项值得关注的难题。 本文以某互通立交的一段预应力曲线连续梁作为背景，对预应力曲线连续梁桥的弯扭效应进行了研究。 论文首先采用理论公式讨论了曲线梁桥的内力和变形特性，分析了影响曲线梁桥受力的主要因素，对预应力束的布设方法及存在问题作了简要介绍，并结合背景工程进行了相关计算。通过对曲线梁桥中预应力效应及其对梁内力效应的分析，指出了曲线梁桥预应力扭矩效应计算的难点所在。本文结合有限元分析，提出了“节点-刚臂约束方程法”，建立了计算模型，以便考虑预应力对曲线梁的作用，并进行了求解。对比分析表明，该方法可以十分准确且方便地计算预应力对曲线梁桥的各种内力，其中包括扭矩效应。最后，对预应力曲线梁桥的设计和施工提出了一些有益的建议。

目录

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第一章绪论

1.1 当前曲线连续梁应用现状及设计中存在的问题

1.2国内外研究现状

1.3本文研究的主要内容

第二章 曲线连续梁桥的受力特征与抗扭设计分析

2.1 曲线桥的受力特征

2.2影响曲线桥受力的主要因素

2.3三类计算方法简述

2.4纵向理论计算模型

2.5 曲线梁的预应力束布设的理论依据

2.6简支超静定曲线梁预应力束的一般配置方法

2.7抗扭束布置存在的问题

2.8本章小结

第三章曲线连续梁恒载内力及挠度计算

3.1工程实例

3.2相关技术参数的计算与确定

3.3单跨简支超静定曲线梁的基本计算图表

3.4建立力法方程

3.5力法方程求解

3.6截面弯矩MX的计算

3.7任意截面扭矩TX的计算

3.8任意截面剪力QX的计算

3.9任意截面挠度值ωX的计算

3.10理论公式法存在的缺陷

3.11本章小结

第四章预应力曲线连续梁配束设计的难点

4.1 预应力曲线梁不同于直梁的力学效应

4.2 曲线梁预应力筋布设的计算问题

4.3本章小结

第五章节点-刚臂约束法分析预应力曲线连续梁

5.1 ANSYS软件的技术特点和结构分析功能简介

5.2 曲线连续梁扭转效应分析的有限元建模方法

5.3 曲线连续梁扭转效应分析的命令流编写及建模结果

5.4节点-刚臂法与理论公式法计算恒载内力与挠度的对比

5.5 曲线连续梁的预应力效应分析

5.5.1腹板预应力在不同曲率半径下的扭转效应分析

5.5.2腹板预应力在不同曲率半径下对弯矩的影响

5.5.3 曲线连续梁中不同腹板预应力束抗剪特性

5.5.4 曲率半径对预应力连续顶底板纵向应力的影响

5.5.5 曲率半径对预应力曲线连续梁位移的影响

5.6设计与施工建议

5.7本章小结

第六章结 论

参考文献

致谢

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