曲线预应力混凝土箱梁收缩徐变效应研究

论文摘要

国内外对曲线梁的研究主要限于结构的弹性和弹塑性分析方面,而对混凝土收缩徐变对曲线梁的影响研究较少。本文研究的主要目的是针对曲线预应力混凝土箱梁桥,通过对收缩徐变计算模型结果的对比分析,了解结构的收缩徐变效应。在现有关于混凝土收缩徐变文献的基础上,总结了各种收缩徐变机理假说,讨论了影响混凝土收缩徐变的主要因素。对估算混凝土收缩徐变的各种经典理论进行了简要介绍,分析了各理论的建立前提、优缺点和适用范围。对徐变效应的现代计算方法进行介绍,重点介绍了计算精度高,与有限元法结合方便的按龄期调整的有效模量法和基于Kelvin模型的率型徐变模型（应变率方法）的逐步计算法。对现有各种常用的收缩徐变预测模式进行讨论,探讨了各模式的建立机理、考虑的主要因素、适用范围以及各模式的预测精度。介绍了单主梁法和梁格法的基本原理以及在曲线梁结构分析中的应用,重点介绍了梁格法的应用。在传统的平面梁格法的基础上,本文提出了更能准确模拟箱梁受力性能的改进的梁格模型,并通过算例对比了单主梁模型、梁格模型、改进的梁格模型和实体模型的线弹性计算结果,证明了改进的梁格模型的准确性。基于CEB-FIP（1990）混凝土收缩徐变预测模式的LUSAS Bridge?软件分别使用单主梁模型和改进的梁格模型计算了曲线梁的收缩徐变效应,得到了一些有用结论。并通过改变中间支点的支承形式,研究结构在混凝土长期收缩徐变影响下的不同反应,结果表明中间设置单点铰支承对结构受力更为有利。考虑施工过程建立计算模型,分析了经过体系转换而成桥的曲线梁的收缩徐变效应,证明了混凝土的收缩徐变对曲线梁成桥后的受力性能有有利的一面。通过改变曲线梁的曲率半径进行收缩徐变效应分析,探寻收缩徐变效应结果对曲线梁基本参数变化的敏感程度。分析结果表明,曲率半径越小（圆心角越大）,曲线梁的位移和截面转角越大,并随时间的增长,其增长梯度逐渐增大。曲率半径小的梁跨中截面各点的应力随时间的增长的重新分配速度快于曲率半径大的模型。最后使用改进的梁格模型分析了某立交E匝道曲线预应力箱梁桥的长期收缩徐变效应。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出与研究的目的和意义
• 1.2 混凝土收缩徐变的国内外研究现状
• 1.3 曲线梁桥的应用概况
• 1.4 曲线梁桥的研究概况
• 1.5 本文的宗旨及研究内容
• 第二章 混凝土收缩徐变机理、影响因素及计算方法评述
• 2.1 混凝土收缩徐变的概念和机理
• 2.2 影响混凝土收缩徐变的主要因素
• 2.3 混凝土收缩徐变的计算理论和分析方法
• 2.4 混凝土收缩徐变的预测模式
• 2.5 本章小结
• 第三章 曲线箱梁的收缩徐变效应分析
• 3.1 曲线箱梁的有限元计算方法概述
• 3.2 基于有限元软件 LUSAS Bridge的曲线箱梁桥收缩徐变效应分析
• 3.3 曲线混凝土箱梁收缩徐变效应对曲率半径变化的敏感性分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 某立交E 匝道曲线箱梁收缩徐变效应分析
• 4.1 工程概况
• 4.2 计算模型
• 4.3 计算结果分析
• 4.4 本章小节
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢