预应力混凝土连续梁桥施工阶段内力分析

摘要

预应力混凝土连续梁桥因其优越的结构体系成为当今一种广泛采用的桥梁形式。预应力混凝土连续梁桥广泛采用悬臂浇筑法进行施工，桥梁结构在施工期内会产生复杂的内力与位移变化，为确保施工质量与安全，必须对桥梁进行内力分析，由于施工条件的制约，对桥梁施工阶段进行实时监控有一定困难，因此，桥梁施工阶段的数值模拟就具有重要意义，正确的模拟既能在理论上分析桥梁施工阶段的内力状况，又能给工程设计与施工提供参考。
　　 本文阐述了桥梁的构造与受力特点以及空间分析的一般方法，详细介绍了桥梁施工过程的结构分析方法、运用数值方法分析桥梁施工工况的一些模拟假定。
　　 本文介绍了运用大型通用有限元程序ANSYS对桥梁施工阶段数值模拟的具体方法与步骤，总结了具有复杂钢筋分布的箱梁桥在ANSYS中的建模方法、单元类型的选取、网格划分的技巧、预应力钢筋的模拟方法以及预应力效应的模拟，比较了各种方法在分析该桥型上的优劣，并以某铁路预应力混凝土连续梁桥为例，采用实体单元，耦合钢筋与混凝土节点，采用初应变法施加预应力、模拟预应力效应，施加约束，实现在ANSYS中该桥梁悬臂施工期和合拢阶段的三维有限元仿真分析，然后将计算结果分别与桥梁专用有限元软件MIDAS/Civil计算结果、现场钢筋张拉试验数据进行了对比与分析，其结果表明，运用ANSYS对预应力混凝土连续梁桥施工阶段的三维数值模拟是可行的。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1预应力混凝土连续梁桥的发展现状

1.1.1预应力混凝土连续梁桥概况

1.1.2我国预应力混凝土连续梁桥的发展

1.2悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥的特点

1.3我国悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥建造现状

1.4本论文的主要研究内容和研究方法

第2章 预应力混凝土连续箱梁桥的空间分析

2.1箱型梁的截面特点与构造

2.1.1截面特点

2.1.2截面构造

2.2箱型梁截面的受力特点

2.3箱梁空间分析方法

2.3.1箱梁空间分析解析法

2.3.2箱梁空间分析的数值方法

第3章 预应力混凝土连续箱梁桥施工内力分析与仿真

3.1预应力混凝土连续梁桥施工过程结构分析方法

3.2预应力混凝土连续箱梁桥预应力体系

3.3连续梁桥悬臂施工中体系模拟假定

3.3.1临时固结的结构模型

3.3.2施工荷载的模拟

3.3.3边跨合拢施工工况模拟

3.4施工全过程分析计算流程

3.5在通用有限元软件ANSYS中对预应力混凝土连续梁桥施工阶段的内力分析

3.5.1单元类型的选取

3.5.2预应力钢筋及钢绞线的模拟

3.5.3预应力效应的模拟

3.5.4实体模型的建立与网格划分技巧

第4章 运用ANSYS对预应力混凝土连续梁桥的施工模拟

4.1工程概况

4.1.1主要技术参数

4.1.2主桥连续粱梁体设计参数

4.1.3施工顺序及体系转换

4.2运用ANSYS对预应力连续粱桥进行施工阶段模拟

4.2.1材料及参数

4.2.2实体建模方法与技巧

4.2.3结构模型的离散

4.2.4模拟预应力效应

4.2.5计算方法简述

4.2.6悬臂施工阶段桥梁内力计算结果

4.3合拢阶段ANSYS桥梁施工模拟计算

4.3.1建立实体模型

4.3.2结构模型的离散

4.3.3计算方法简述

4.3.4合拢阶段结构主要内力云图

4.3.5计算结果简述及分析

4.4本章计算小结与建议

第5章 运用MIDAS对预应力混凝土连续梁桥的施工模拟

5.1软件简介

5.2运用MIDAS／Civil对预应力混凝土连续梁桥施工阶段做内力分析

5.3 MIDAS/Civil桥梁施工模拟计算

5.3.1结构模型的建立

5.3.2结构模型的离散

5.3.3悬臂施工阶段桥梁内力计算结果

第6章 合拢阶段钢筋张拉应力试验

6.1试验方法与测点布置

6.1.1试验方法

6.1.2测点布置

6.2试验结果

6.2.1底板张拉后应变情况及总应变

6.2.2底板应力

第7章 ANSYS计算结果与MIDAS计算结果及钢筋张拉试验结果的比较

7.1悬臂施工阶段ANSYS计算结果与MIDAS计算结果的比较分析

7.2合拢阶段ANSYS计算结果与钢筋张拉试验结果的比较分析

结论与展望

本文结论

对本课题研究的展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文