预应力混凝土桁架梁桥的力学性能研究

摘要

随着经济的快速发展，我国的桥梁建设也得到了迅猛的发展，桥梁结构形式也逐渐多样化、大型化和轻型化。预应力混凝土桁架梁桥能充分发挥高强度材料的特征，促进结构轻型化，具有很好的跨越能力，同时又可以有效地避免混凝土开裂，加之结构受力明确和构造简单、伸缩缝少的特点，在目前的桥梁建设中已经得到越来越多的推广和使用。
　　目前，国内关于预应力混凝土桁架梁桥的力学性能研究相对偏少，本文主要研究了预应力混凝土桁架梁桥成桥过程中的力学性能。首先研究了预应力砼桁架梁桥的施工方法，其次对预应力砼桁架梁桥进行了有限元分析，再次进行了荷载试验研究，给同类型的桥梁提供合理的参考。本文主要做了以下工作:
　　(1)针对预应力砼桁架梁桥的平面框架节段施工方法，为了改善其施工过程的稳定性，提出了空间框架节段施工技术，并进行了施工图设计;基于空间框架节段施工方法，建立了预应力砼桁架梁桥的施工控制系统。
　　(2)针对采用平面框架节段、空间框架节段施工方法的桁架梁桥，分别建立各工况下结构的有限元分析模型，对其施工过程控制截面的应力进行数值分析，将两种结构的应力计算值进行比较;分析结果表明，斜杆、下弦杆的应力值比较接近;竖杆的应力因其布置、张拉力、截面尺寸等不同而差别较大;由于两种结构体系风撑不同，使得上弦杆的应力差别较大。因此，本文认为基于空间框架节段施工方法的预应力砼桁架梁桥受力合理，施工方法安全可靠。
　　(3)研究了预应力砼桁架梁桥在静载作用下控制截面的应变和挠度。分析结果表明，桥梁在试验荷载作用下基本处于弹性工作状态，具备一定的安全储备能力，满足设计荷载标准的承载力要求。在动力荷载作用下，测试了桥梁的自振频率、冲击系数等，其实测值与计算值吻合较好。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 桁架梁桥的发展现状

1．1．1 国内外桁架梁桥的发展现状

1．1．2 预应力混凝土桁架梁桥结构的特点

1．2 桥梁结构的力学性能研究

1．2．1 施工力学的提出

1．2．2 桥梁施工方法研究

1．2．3 桥梁荷载试验的现状及研究意义

1．3 本文研究的主要内容及方法

第二章 预应力混凝土桁架梁桥施工方法研究

2．1 平面框架节段施工方法

2．2 空间框架节段施工方法

2．2．1 基于空间框架节段的预应力砼桁架梁桥上部结构施工方案及施工流程

2．2．2 基于空间框架节段的预应力砼桁架梁桥上部结构施工要点

2．3 基于空间框架节段施工技术的预应力砼桁架梁桥施工图设计

2．3．1 设计标准

2．3．2 自然地理及地质概况

2．3．3 施工图设计

2．4 基于空间框架节段施工技术的预应力砼桁架梁桥施工控制系统的研究

2．4．1 施工控制的内容、目的及原则

2．4．2 控制系统的建立

2．4．3 施工控制影响因素分析

2．5 本章小结

第三章 预应力混凝土桁架梁桥有限元分析

3．1 有限元理论

3．1．1 空间梁单元计算理论

3．1．2 空间杆单元计算理论

3．2 基于平面框架节段施工技术的预应力砼桁架梁桥有限元分析

3．2．1 单元建立

3．2．2 边界条件

3．2．3 计算荷载取值

3．2．4 计算模拟工况

3．3 基于空间框架节段施工技术的预应力砼桁架梁桥有限元分析

3．4 有限元分析结果比较

3．5 本章小结

第四章 预应力混凝土桁架梁桥荷载试验研究

4．1 静载试验

4．1．1 静载试验方案

4．1．2 试验结果及分析

4．2 动载试验

4．2．1 测试仪器与系统组成

4．2．2 试验结果及分析

4．3 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

附录

致谢

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