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预应力混凝土箱梁桥开裂的数值分析方法

预应力混凝土连续箱梁桥以其结构的诸多优点,在我国桥梁建设中获得广泛应用,但在施工和使用阶段,箱梁的不同部位出现了不同程度的损伤开裂问题,且具有一定的普遍性,直接影响到桥梁的安全性、耐久性及使用寿命,对此,工程界迫切需要对箱梁开裂问题给出确定性的解答。本文针对既有预应力混凝土连续箱梁桥的开裂问题,在分析比较现有混凝土开裂研究方法的基础上,采用有限元数值分析技术,对箱梁开裂原因及影响因素进行了较全面的研究,对现有桥梁设计方法存在的问题提出改进建议。本文的研究内容体现在以下几个方面:(1)在查阅大量国内外文献的基础上,对既有预应力混凝土连续箱梁开裂情况、裂缝成因及研究方法进行了系统的回顾与总结。提出了基于应力状态防裂的设计思想,采用有限元数值分析方法研究预应力混凝土连续箱梁的开裂问题。(2)现有有限元数值分析方法在单元划分时,要求预应力钢筋单元与混凝土单元节点必须重合,这对曲线布束的箱梁很难满足这一要求。为解决此问题,本文提出嵌入式预  (本文共150页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆交通大学
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预应力混凝土箱梁桥开裂问题的数值分析及控制措施

预应力混凝土箱梁桥因其结构的优越性,已在我国桥梁建设中广泛应用。然而有相当一部分桥梁在建设过程中和运营阶段出现了各种形式的裂缝,直接影响了结构的安全性和耐久性。工程界迫切需要对预应力混凝土箱梁桥的开裂机理有一个正确的认识,从而在设计建造之初就采取相应的防范措施,设计建造出健康的桥梁,尽可能的避免或限制裂缝的出现。判断混凝土桥梁某个部位是否将开裂的依据是该部位所处的应力状态,因此,准确计算出桥梁结构所处的应力状态是解决混凝土箱梁桥开裂问题的前提条件。本文通过空间应力计算分析,重点分析研究了预应力混凝土箱梁桥底板裂缝和腹板斜裂缝的成因及影响因素,从设计及构造上提出改进建议。查阅了大量国内外关于混凝土箱梁桥开裂问题的文献,在已有研究成果的基础上,对预应力混凝土箱梁桥裂缝的类型、产生部位、成因及影响因素进行了系统的分析总结。本文采用ANSYS有限元分析软件,建立典型预应力混凝土连续刚构箱梁桥有限元模型,进行空间应力计算分析。重点分析研究...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
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基于全寿命设计的混凝土箱梁桥若干理论问题研究

混凝土桥梁生命周期内,受荷载作用、钢筋锈蚀、混凝土碳化和开裂等因素的影响,其全寿命性能始终处于变化状态。本文结合浙江省交通运输厅科技计划项目“预应力混凝土连续箱梁底板开裂原因分析及防治研究”(项目编号2008H38),对施工过程中的裂缝,服役过程中的荷载—环境耦合作用及时变承载力等混凝土箱梁桥全寿命设计理论的若干问题进行探索,并以典型箱梁桥为背景进行应用研究。主要的研究工作如下。(1)建立预应力混凝土箱梁桥的空间弹塑性分析的整体和局部模型,对其底板开裂的成因及影响因素进行了详尽的分析研究,表明混凝土箱梁下缘横向应力过大是开裂的直接原因;合龙束孔道对底板截面的削弱及普通受力钢筋配置的不合理,将直接导致底板混凝土横向抗剪不足,是其开裂的根本原因。(2)提出了箱梁施工过程中底板开裂除纵向开裂、预应力束局部崩出、底板孔道间混凝土竖向拉裂等三类开裂形态外,横向剪切裂缝也是一种主要开裂形式,并针对不同裂缝形态,提出了相应的抗裂设计方法。(3...  (本文共183页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南科技大学
湖南科技大学

变截面混凝土箱梁桥横向预应力有效性分析

变截面混凝土箱梁由于具有良好的结构受力性能,近年来得到了越来越广泛的应用。随着跨度的增大,为了抵抗荷载在顶板下缘产生的拉应力,设计者在顶板布置了横向预应力钢筋,但是在这一类的桥梁中,仍然出现了顶板纵向开裂的病害,可见实际工程中的横向预应力并没有达到设计中所期望的横向预应力值,没有考虑到变截面混凝土箱梁框架效应对横向预应力的影响是产生纵向裂缝的原因之一。在顶板的横向预应力张拉后,在顶板发生变形的同时,腹板和底板也会发生变形,就会抵消掉一部分的横向预应力,当腹板的高度、厚度以及底板的厚度发生变化时,其刚度也会发生变化,从而对横向预应力的影响程度也不一样。在变截面箱梁桥中,沿桥的轴向方向,研究不同截面的框架效应对顶板中心横向预应力的影响,只有对框架效应的影响做详细的研究,为设计预应力混凝土连续箱梁桥顶板横向预应力提供参考,预防顶板纵向开裂。利用ANSYS进行空间有限元分析,在相应截面进行顶板横向预应力的计算,通过ANSYS对腹板厚度变...  (本文共57页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆交通大学
重庆交通大学

后张预应力孔道对P.C桥梁截面受力特性影响的数值分析研究

预应力混凝土桥梁特别是P.C.连续梁桥以其结构刚度大,行车平顺性好,伸缩缝少和养护简单等一系列优点,备受业主和设计施工单位的青睐,从而使预应力混凝土桥梁得到迅速发展和广泛应用。然而步入21世纪,工程人员发现P.C桥梁开裂问题十分普遍。早期建造的大部分桥梁有的3-5年就出现开裂,有的在施工期间就出现不同程度的开裂现象,经过多年使用后承载力受到严重影响。于是,解决预应力混凝土桥梁的开裂问题势不可待。为了进一步寻找引起P.C.桥梁开裂的机理和原因以及防裂措施,为今后同类桥梁建设提供技术前提和决策依据,本论文从P.C.桥梁力学行为入手,通过数值分析的方法,分析此类桥梁在各个施工阶段及成桥状态下箱梁截面应力分布的规律及受力特性,研究预应力孔道对P.C.桥梁截面受力特性的影响,从而为该类桥梁箱梁开裂等问题的对策研究提供理论依据。本文首先综述了P.C.桥梁的发展现状和此类结构分析理论与方法的研究动态,指出了运用数值分析手段研究其受力特性的意义...  (本文共99页) 本文目录 | 阅读全文>>

长安大学
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基于弹塑性损伤模型的PC箱梁腹板反向裂缝形成机理及分析

箱形梁由于其良好的结构性能,在PC梁桥中应用广泛。但是该类桥梁在悬臂施工中箱梁腹板经常会出现与常规受剪裂缝走向垂直的斜裂缝——反向斜裂缝。目前工程界已公认此裂缝会影响桥梁整体安全性、实用性及耐久性,但是截至目前,技术人员对该类裂缝的形成机理,以及如何防范还没有给出一个明确的答案。因此本文旨在开展腹板反向斜裂缝的研究,寻找其形成原因,同时为新建桥梁防止该类病害的发生提供改进建议。本文以某连续刚构桥为工程背景,运用大型有限元计算软件ABAQUS分析了悬臂施工连续刚构箱梁桥腹板反向斜裂缝产生的原因,主要内容和结论结论如下:(1)分析给出了考虑竖向预应力、纵向预应力、剪力滞效应等因素下的施工阶段箱梁的应力的计算公式。(2)借助ABAQUS软件计算各种工况下腹板沿预应力方向预应力筋附近混凝土的主拉应力,并分析了造成腹板方向开裂的原因,对比分析了考虑预应力管道和不考虑预应力管道应力分布的差异。(3)在对预应力混凝土箱梁桥腹板反向斜裂缝影响因...  (本文共78页) 本文目录 | 阅读全文>>