大跨度波形钢腹板连续刚构桥长期徐变效应研究

摘要

与混凝土腹板连续刚构桥相比，波形钢腹板连续刚构桥的优点突出，在我国的工程实践中应用逐渐增多。这种结构由顶底板混凝土和波形钢腹板组成，其徐变特性可能不同于传统混凝土腹板，有必要对其长期徐变进行深入研究。本文以拟建李渡大桥（主跨190m大跨度波形钢腹板连续刚构桥）为工程背景，采用有限元分析软件Midas和Ansys，对大跨度波形钢腹板连续刚构桥的长期徐变效应进行研究。主要的研究工作如下:
　　(1)简要介绍了波形钢腹板PC组合箱梁结构的发展和结构特点，总结了国内外对于徐变的研究现状，明确了本文的主要研究内容。
　　(2)对混凝土徐变的概念、徐变机理和徐变计算理论进行了阐述，并简要叙述了不同徐变计算理论的优缺点。
　　(3)采用有限元分析软件Midas，建立李渡大桥的梁单元模型，分析了徐变对于结构的竖向挠度、内力、应力和预应力损失的影响。
　　(4)简要叙述了徐变的影响因素，收集了目前主流的徐变预测模型，对部分影响因素进行了敏感性分析。
　　(5)采用有限元分析软件Ansys，建立李渡大桥的三维实体模型，通过显式蠕变和按龄期调整的有效模量法，分析了在徐变作用下跨中挠度、应力和波形钢腹板应力随时间的变化。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 概述

1．2 波形钢腹板PC组合箱梁的结构特点

1．2．1 整体构造

1．2．2 波形钢腹板

1．2．3 抗剪连接件

1．3 徐变研究现状

1．4 本文内容

第2章 混凝土徐变基本理论

2．1 混凝土徐变

2．1．1 混凝土徐变的概念

2．1．2 混凝土的徐变机理

2．2 混凝土徐变计算理论

2．2．1 徐变描述方法

2．2．2 徐变分析的基本假定

2．2．3 徐变效应分析方法

2．3 本章小结

第3章 有限元模型

3．1 工程背景

3．1．1 主桥箱梁一般构造

3．1．2 主桥箱梁节段划分及预应力设计

3．1．3 施工过程划分

3．2 有限元建模

3．2．1 主要材料及其参数

3．2．2 单元选取及边界条件

3．3 本章小结

第4章 波形钢腹板连续刚构桥的徐变效应分析

4．1 波形钢腹板与混凝土腹板等效

4．2 徐变效应对比分析

4．2．1 对结构变形的影响

4．2．2 对结构内力的影响

4．2．3 对结构应力的影响

4．2．4 对预应力损失的影响

4．3 本章小结

第5章 徐变预测模型对比分析

5．1 混凝土徐变的影响因素

5．2 混凝土收缩徐变预测模型

5．3 不同徐变预测模型对比分析

5．3．1 徐变模型的徐变函数对比

5．3．2 徐变模型的影响因素敏感性分析

5．3．3 不同徐变模型对挠度的影响对比分析

5．4 本章小结

第6章 空间模型计算分析

6．1 ANSYS显式蠕变分析

6．1．1 混凝土徐变与金属蠕变

6．1．2 ANSYS徐变方程

6．2 按龄期调整的有效模量法

6．2．1 按龄期调整的有效模量法的计算公式

6．2．2 老化系数x的取值

6．3 空间模型徐变效应分析

6．3．1 有限元模型

6．3．2 结构竖向挠度

6．3．3 跨中截面应力

6．3．4 钢腹板应力

6．4 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果