桥面整体化层与预制箱梁共同工作性能有限元分析

论文摘要

桥梁结构设计和计算中通常不考虑整体化层与主体结构的共同受力,因而忽略整体化层对结构受力性能的影响。随着桥面铺装技术的提高和新材料的应用,整体化层的耐久性得到提高,对多数桥梁而言整体化层参与结构受力,因而在结构计算时应考虑整体化层的影响。为明确考虑整体化层影响的预应力混凝土箱梁桥受力性能,本文根据桥面整体化层作用下的预制箱梁与叠合结构相似的特点,通过有限元程序模拟其受力特点,并结合实桥荷载试验对这一问题进行系统的研究。1、分别对无整体化层预应力混凝土简支箱梁、有整体化层无植筋预应力混凝土简支箱梁、有整体化层有植筋预应力混凝土简支箱梁进行有限元分析,研究3种类型构件的受力特征,对比分析桥面整体化层对主梁受力性能的影响。2、对简支变连续预应力混凝土连续梁在整体化层叠合作用的影响下进行有限元分析,研究预应力混凝土连续箱梁的受力特征,并探讨考虑整体化层叠合作用的连续箱梁的内力分布规律。3、通过预应力混凝土箱梁桥静载试验,测试4个试验工况下箱梁最不利截面的应力和变形,对预应力混凝土箱梁桥整桥的受力性能做出评定。并借助有限元软件,计算各试验工况下整桥的应力和变形,与试验测试值比较,分析整体化层叠合效应对整桥受力计算的影响。4、结合工程实例,探讨整体化层叠合效应在工程中的应用并提出相应建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 研究概况
• 1.3 本课题研究的意义和来源
• 1.4 本文研究的主要目的和内容
• 第二章 预应力混凝土箱梁有限元分析
• 2.1 有限元分析方法
• 2.1.1 材料非线性问题
• 2.1.2 单元选取
• 2.1.3 材料应力-应变关系模型及混凝土破坏准则
• 2.2 预应力混凝土简支箱梁有限元模型的建立
• 2.2.1 箱梁尺寸及钢筋布置
• 2.2.2 材料性质
• 2.2.3 加载方法
• 2.2.4 模型离散
• 2.3 预应力混凝土连续箱梁有限元模型的建立
• 2.3.1 设计参数及加载方法
• 2.3.2 模型离散
• 2.4 本章小结
• 第三章 考虑整体化层影响的预应力混凝土箱梁受力性能分析
• 3.1 整体化层影响下的预应力混凝土简支箱梁受力性能研究
• 3.1.1 PCBBM-1梁受力性能研究
• 3.1.2 PCBBM-2梁受力性能研究
• 3.1.3 PCBBM-3梁受力性能研究
• 3.1.4 整体化层对主梁受力性能影响对比分析
• 3.1.5 考虑整体化层影响的预应力箱梁正截面受力特征
• 3.1.6 考虑整体化层影响的预应力箱梁斜截面的受力特征
• 3.2 整体化层影响下的预应力连续梁结构受力性能研究
• 3.3 本章小结
• 第四章 预应力混凝土箱梁桥静载试验与有限元分析
• 4.1 预应力混凝土箱梁桥成桥静载试验
• 4.1.1 桥梁概况
• 4.1.2 加载方式与试验工况
• 4.1.3 试验测试内容和方法
• 4.1.4 试验测试结果
• 4.2 预应力混凝土箱梁整桥有限元分析
• 4.2.1 有限元模型的建立
• 4.2.2 有限元计算结果
• 4.3 静载试验主要结果与有限元结果比较分析
• 4.3.1 挠度结果分析
• 4.3.2 混凝土应变分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论和建议
• 参考文献
• 致谢