PC连续箱梁桥0号块精细化受力分析及试验研究

摘要

预应力混凝土连续箱梁桥具有良好的抗弯、抗扭、抗剪的力学性能，使之结构本身拥有良好的稳定性和安全性；加上箱梁本身构造的灵活多变可以适用不同的施工要求，使此类桥型在工程建设中的选用日渐广泛。但开裂现象贯穿此类桥型的施工阶段和使用阶段，桥梁的开裂不仅影响其美观性和使用性能，严重时甚至引起桥梁坍塌。
　　本文以一座预应力混凝土连续箱梁桥为研究对象，通过有限软件ANSYS模拟箱梁0＃块的空间应力分布，研究了箱梁0#块在施工阶段不同条件下应力分布的规律。
　　针对现行空间有限元软件模拟箱梁预应力孔道时，由于孔道尺寸相对箱梁尺寸较小，为保证箱梁网格划分成功，箱梁单元尺寸就需较小导致单元数量巨大，影响计算机计算效率的现象。本文对孔道截面形状进行简化：将圆形截面简化为正四边形和正八边形，得出不同孔道截面形状对孔道周边应力影响的异同，为设计进行管道形状简化进而简化模型提供参考。
　　分析了箱梁0#块在悬臂施工阶段空间应力分布，对箱梁的顶底板、腹板、横隔板的主拉应力和主压应力进行了细致分析，确定了不同施工阶段箱梁应力分布规律和最不利位置；发现箱梁截面突变位置和预应力锚固端位置易产生应力集中，导致局部应力较大，增加了箱梁开裂的概率。
　　通过模拟PC连续梁桥正常的悬臂施工工况，对有无预应力孔道两种条件下的箱梁空间应力进行对比分析，总结了悬臂施工阶段预应力孔道对箱梁0#块应力分布的影响大小；选取1#块钢束张拉完的施工阶段，细致分析了预应力孔道对箱梁不同位置应力分布的影响。
　　通过模拟箱梁混凝土浇筑完成后出现质量缺陷时箱梁应力分布规律，得出不同质量缺陷对箱梁应力分布的影响。
　　整理施工阶段应力应变实测数据，得出箱梁0#块的实际应力分布规律，并和数值模拟结果进行对比分析，相互验证。

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第1章 绪论

1.1 PC连续箱梁桥的发展历史

1.2 PC梁桥箱形截面的构造特点和受力特性简介

1.3 PC连续箱梁桥的空间应力计算方法和研究现状

1.4 问题的提出

1.5 本文研究目的和研究内容

第2章 预应力孔道截面形状对孔道周边应力的影响

2.1 分析模型的建立

2.2 单孔孔道应力数据分析

2.3 双孔孔道应力分析

2.4 四孔孔道应力分析

2.5 本章小结

第3章 P C箱梁桥0#块应力分布数值模拟

3.1 工程背景和桥梁设计基本参数

3.2 PC箱梁桥0#块的平面应力分析

3.3 PC连续箱梁桥空间模型建立流程

3 . 4 悬臂施工阶段0#块空间应力分析

3 . 5 预应力孔道对0#块局部应力影响性分析

3.6 本章小结

第4章 施工质量缺陷对箱梁应力的影响性分析

4.1 腹板混凝土弹性模量折减对箱梁应力分布的影响

4.2 腹板预应力管道右侧存在孔洞时应力影响性分析

4.3 腹板预应力孔道正下方存在孔洞时应力影响性分析

4.4施工阶段腹板内部孔洞周边应力变化规律研究

4.5 本章小结

第5章 箱梁0#块施工阶段实测数据的整理与分析研究

5.1 实验目的

5.2实验原理

5.3 实验方案

5.4 现场监测数据分析

5.5 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 展望

致谢

参考文献