预应力混凝土连续箱梁桥承载能力设计优化的研究

论文摘要

近几年来针对连续梁桥、连续刚构桥等箱梁桥的研究和工程实践表明,箱梁桥承载能力与现行的设计理论以及计算方法有很大关系。但国内外有关规范在混凝土箱形截面构件设计方面多为简单地规定参照T形或工字型截面构件进行设计。故采用简化计算方法无法准确地分析结构受力行为。本文以某桥荷载试验为工程背景,通过对该桥的荷载模拟计算及对部分设计参数进行变异,对其提出一些优化建议。主要内容和结论如下:1.评述了箱梁桥设计过程中个别细节参数的选取,包括几种截面形式的比选、箱梁腹板、底板厚度的选取等。2.简要介绍了桥梁荷载试验的基本过程,包括试验桥荷载试验的加载工况的确定,并通过ANSYS有限元模拟荷载试验,得出荷载试验的理论计算结果,同时与试验的实测结果进行比较,证实模拟的可行性。3.针对该试验桥梁的结构特点,通过有限元模拟,对其部分设计参数进行了变异处理,包括改变底板的厚度形式、改变预应力筋的布置形式及同时改变底板的厚度形式和预应力筋布的置形式。得出以下几个主要结论:底板的厚度对中跨的挠度有明显的影响;仅改变预应力筋布置形式对其承载能力的影响并不明显;当底板厚度增加且预应力筋的布置调整为同时分布于腹板与底板时,结构在静载作用下的挠度减小显著,可见预应力筋的效果在此种情况下能够得到更大限度的发挥。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 混凝土箱梁的研究现状
• 1.3 本文的研究意义及主要内容
• 1.3.1 研究意义
• 1.3.2 主要内容
• 第二章 箱梁桥设计参数简介
• 2.1 箱形梁简介
• 2.2 箱形截面的选择
• 2.3 箱梁细部尺寸的拟定
• 2.3.1 底板厚度
• 2.3.2 腹板厚度
• 2.3.3 梗腋和横隔板
• 第三章 试验桥荷载试验
• 3.1 桥梁荷载试验简介
• 3.1.1 桥梁荷载试验的定义和分类
• 3.1.2 荷载试验的一般程序和方法
• 3.1.3 桥梁荷载试验基本原则
• 3.2 某桥荷载试验
• 3.2.1 工程概况简介
• 3.2.2 静载试验的测试
• 3.3 本章小结
• 第四章 静载模拟分析
• 4.1 桥梁工程中常用的ANSYS 模拟方法
• 4.1.1 桥梁构件及其对应的常用单元
• 4.1.2 实体65 单元简介
• 4.1.3 预应力混凝土结构常用的三种建模方法
• 4.2 试验桥桥型的模拟及分析
• 4.2.1 原桥有限元模型的建立
• 4.2.2 静载试验的模拟计算结果
• 4.3 本章小结
• 第五章 设计参数变异后的有限元模拟及分析
• 5.1 只变异底板厚度
• 5.2 变异预应力筋布置形式
• 5.3 同时变异底板厚度及预应力筋布置形式
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目