基于荷载平衡法的大跨径PC连续刚构桥长期挠度控制方法研究

摘要

大跨径连续刚构以施工简便、造价经济、受力合理、行车舒适等独特优势在近年来得到了迅速发展。但国内大跨径预应力连续刚构桥普遍存在跨中下挠过大的问题，开展相应的挠度控制研究意义重大。本文通过对跨中下挠主要影响因素的分析，剖析桥梁成桥内力状态与长期挠度之间的关系，将荷载平衡法应用于挠度控制，对大跨径连续刚构跨中下挠进行了系统的研究。 1、基于有限元理论，分析对比预应力大小、箱梁刚度、混凝土收缩徐变计算模式、单元初次加载龄期等对大跨径连续刚构跨中挠度的影响。对连续刚构桥的预应力配置数量、最大悬臂及成桥时内力、成桥时位移、长期位移进行分析，初步得到成桥初始内力状态与长期挠度之间的关系。 2、基于荷载平衡理论，对连续刚构桥重新配置预应力束，对比分析原设计与重新配束后的内力、长期位移，探索荷载平衡法在主动控制下挠中的应用，并在连续刚构桥的分析中得到验证。 3、以荷载平衡法与轻质混凝土相结合的思路为指导，对某连续刚构桥采用荷载平衡概念配置预应力束并在跨中梁段采用高强轻质混凝土进行计算分析，通过与该桥原设计及仅按照荷载平衡概念配筋时的结果对比，验证了荷载平衡法与轻质混凝土相结合控制下挠的可行性与优越性。

目录

文摘

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第一章 绪论

1.1连续刚构桥梁的发展现状

1.2下挠问题的提出与研究现状

1.2.1连续刚构桥梁的主要病害

1.2.2下挠问题的提出

1.2.3下挠问题的研究现状

1.3本文研究的主要内容与研究方法

第二章 预应力连续刚构桥设计及挠度计算

2.1预应力连续刚构桥设计

2.1.1预应力混凝土连续刚构桥的一般设计方法

2.1.2荷载平衡设计方法的基本原理

2.2预应力混凝土连续刚构桥变形计算

2.2.1预应力混凝土构件变形计算

2.2.2节段法施工时结构的挠度计算

2.2.3结构有限单元法分析

2.3本章小结

第三章 影响跨中挠度的主要因素分析

3.1概述

3.2依托工程简介

3.3影响跨中挠度的主要因素分析

3.3.1收缩徐变对刚构桥梁下挠的影响

3.3.2预应力对挠度的影响

3.3.3刚度折减对挠度的影响

3.4本章小结

第四章 成桥内力与长期挠度相关性分析

4.1概述

4.2几座桥梁成桥初始内力与长期挠度的分析

4.2.1 A桥概况与分析

4.2.2 B桥概况与分析

4.2.3 C桥概况与分析

4.2.4 D桥概况与分析

4.2.5 E桥概况与分析

4.3内力与长期挠度的比较分析

4.4本章小结

第五章 基于荷载平衡法的主动控制下挠方法研究

5.1概述

5.2荷载平衡概念控制下挠的依据

5.3荷载平衡法配置预应力筋控制下挠的研究

5.3.1 C桥重新配置预应力筋

5.3.2 D桥重新配置预应力筋

5.4减轻上部结构自重改善预应力与自重弯矩比值的研究

5.4.1高强轻质混凝土

5.4.2高强轻质混凝土改善预应力与自重弯矩比值的研究

5.5荷载平衡法中采用轻质混凝土控制下挠的研究

5.6本章小结

结论与展望

结论

进一步需要研究的问题

附录

参考文献

致谢