72m活性粉末混凝土预制节段拼装体外预应力简支箱梁受力特性研究

摘要

活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，简称RPC)是一种新型的高性能混凝土，具有许多优越的性能。和普通混凝土相比，活性粉末混凝土在力学性能等方面都有很大的优势。预制节段拼装体外预应力技术近年来在我国公路桥梁领域中已得到大量的研究和应用。预应力节段拼装作为一种可靠、经济和实用的施工方法，目前已得到世界各国的普遍认可，而且在实际工程中得到广泛应用。体外预应力技术与预制节段拼装施工方法的结合应用是解决桥梁施工质量和施工速度矛盾的较好途径。
　　本文主要对RPC应用于72m铁路预制节段拼装预应力简支箱梁桥在受力性能方面进行理论分析研究。将RPC和体外预应力技术及预制节段拼装技术相结合，形成大跨度简支箱梁桥，通过全过程加载分析，研究箱梁的静力性能。
　　由于RPC材料具有较高的抗拉力学性能，本文针对预制节段拼装梁所用的干接缝的特点，采用了接触单元来模拟接缝间的相互作用。设计了RPC整体浇筑箱梁和湿接缝箱梁，并论证了整体梁和节段梁的区别以及干接缝和湿接缝的抗弯性能和抗剪性能。
　　本文主要进行的是理论研究，可以为今后的RPC铁路预制节段拼装体外预应力混凝土箱梁的设计，研究和应用提供参考。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 活性粉末混凝土

1．1．1 活性粉末混凝土的发展

1．1．2 活性粉末混凝土的组成

1．1．3 活性粉末混凝土的主要性能

1．1．4 活性粉末混凝土在国内外的研究及应用情况

1．2 预制节段拼装体外预应力

1．2．1 预制节段拼装技术原理

1．2．2 体外预应力技术

1．2．3 体外预应力系统的组成

1．2．4 预制节段拼装体外预应力技术的发展和研究状况

1．3 本文研究目的及内容

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 研究方法

2 RPC节段拼装箱梁的分析

2．1 RPC预制节段简支箱粱的背景介绍

2．2 RPC节段箱梁的尺寸拟定及设计指标

2．2．1 设计荷载

2．2．2 材料设计参数

2．2．3 设计指标

2．3 RPC节段箱梁的有限元法介绍

2．3．1 有限元法简介

2．3．2 有限单元的选择

2．3．3 结构全过程分析中的本构关系

2．3．4 节段拼装干接缝的分析思路

2．4 本章小结

3 RPC节段拼装箱梁力学性能分析

3．1 内力计算分析

3．1．1 箱梁受力与变形计算

3．1．2 箱梁截面应力计算

3．1．3 箱梁截面强度计算

3．1．4 箱梁截面抗裂性计算

3．2 箱梁整体性能有限元分析

3．2．1 预应力、恒载作用下的性能

3．2．2 预应力、恒载、二期恒载和中活载作用下的性能

3．3 箱梁随荷载变化全过程分析

3．3．1 跨中挠度变化

3．3．2 接缝截面上翼缘应力变化分析

3．3．3 接缝截面下翼缘应力变化分析

3．3．4 箱梁梁端竖向转角变化

3．3．5 截面应变变化

3．3．6 接缝开展宽度分析

3．3．7 接缝开展高度分析

3．4 小结

4 RPC整体浇筑箱梁与预制节段拼装箱梁受力变形比较

4．1 概述

4．2 RPC整体梁与节段梁的分析比较

4．2．1 破换模式比较

4．2．2 跨中挠度比较

4．2．3 截面上翼缘应力比较

4．2．4 截面下翼缘应力比较

4．2．5 预应力比较

4．3 小结

5 RPC干接缝节段梁与湿接缝节段梁性能的比较

5．1 概述

5．1．1 预制节段中接缝的类型及特点

5．1．2 湿接缝计算模型的建立

5．2 跨中挠度比较

5．3 接缝截面应力比较

5．4 接缝截面应变比较

5．5 小结

6 RPC节段拼装箱梁剪力键的探讨

6．1 剪力键梁体断面的接缝形式

6．2 剪力键的承载力

6．2．1 剪力键受力状态及破坏形态

6．2．2 剪力键承载力影响因素

6．3 接缝面剪力键的选择

6．3．1 刚性剪力键

6．3．2 钢套管弹性剪力榫

6．4 接缝面抗剪及抗裂计算

6．5 小结

7 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

作者简历

学位论文数据集