大跨徑PC連續(xù)剛構(gòu)橋預(yù)應(yīng)力沿程分布分析.pdf

1、十九世紀(jì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)開始在混凝土中使用，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)（PC技術(shù)）產(chǎn)生萌芽，隨著發(fā)展，人們嘗試著在梁橋中使用PC技術(shù)，形成了最初的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁，即PC橋梁，到了二十世紀(jì)三十年代，世界上70％的橋梁都采用了PC技術(shù)。
　　隨著PC技術(shù)在橋梁工程中的大量使用，PC橋梁混凝土劣化、預(yù)應(yīng)力鋼束缺損、跨中下?lián)系纫幌盗胁『﹂_始出現(xiàn)，在大跨徑PC連續(xù)剛構(gòu)橋上，尤為明顯。目前應(yīng)對(duì)這些病害的方法主要為外部加固、減輕荷載、更換梁體等措施，未能從決

2、定橋梁受力狀況的預(yù)應(yīng)力沿程分布情況入手，從根本上預(yù)防。
　　本文以受預(yù)應(yīng)力沿程分布影響較大的大跨徑PC連續(xù)剛構(gòu)橋與其使用的預(yù)應(yīng)力鋼束為分析對(duì)象，開展了針對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼束與箱梁結(jié)構(gòu)的有限元沿程分布分析。
　　首先對(duì)預(yù)應(yīng)力沿程分布和沿程分布分析進(jìn)行定義，說明沿程分布分析分為分別針對(duì)鋼束與箱梁的兩個(gè)階段，指出鋼束預(yù)應(yīng)力損失與沿程分布情況不良是目前大跨徑PC連續(xù)剛構(gòu)橋存在跨中下?lián)?、梁體裂縫等問題的主要原因?？偨Y(jié)目前采用的預(yù)應(yīng)力體系建立質(zhì)

3、量控制與評(píng)價(jià)的方法，指出其存在定性要求導(dǎo)致質(zhì)量差異等問題。在對(duì)收集既有資料進(jìn)行歸納的基礎(chǔ)上，總結(jié)出目前已有的預(yù)應(yīng)力沿程分布理論與方法，確定了《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》為沿程分布分析的對(duì)比基礎(chǔ)與參照。
　　接著，基于有限元接觸分析軟件Midas/NFX針對(duì)鋼束沿程分布分析分別建立、分析并比選了“箱梁實(shí)體-鋼束實(shí)體（全接觸形式）”、“箱梁實(shí)體-鋼束實(shí)體（真實(shí)面積形式）”、“箱梁實(shí)體-鋼束板”、“箱梁實(shí)體-鋼束梁”、“

4、板-鋼束板”等5類模型，選擇“板-鋼束板”模型為鋼束應(yīng)力沿程分布計(jì)算最佳模型，并優(yōu)化。
　　隨后，在第一階段的沿程分布分析中采用“板-鋼束板”模型，以大跨徑PC連續(xù)剛構(gòu)橋采用的預(yù)應(yīng)力鋼束為研究對(duì)象，在預(yù)應(yīng)力鋼束形狀與材料、張拉控制應(yīng)力、摩擦系數(shù)等參數(shù)改變的情況下針對(duì)其應(yīng)力損失進(jìn)行沿程分布分析，實(shí)現(xiàn)模型對(duì)預(yù)應(yīng)力損失與沿程分布的精確計(jì)算以及對(duì)張拉過程的模擬，并將分析結(jié)果反映到了規(guī)范修正與參數(shù)修改上。提出了實(shí)際工程中存在的“削峰平緩效應(yīng)

5、”使考慮反摩擦影響適用于曲線段的鋼束回縮損失計(jì)算值與實(shí)際情況不符。
　　最后，在第二階段的分析中提出了模擬大跨徑PC連續(xù)剛構(gòu)橋預(yù)應(yīng)力張拉期間鋼束與孔道接觸的情況的彈性連接法，計(jì)算擬合出涉及摩擦的彈性連接法向剛度系數(shù)與模型單元尺寸、鋼束與孔道摩擦系數(shù)、鋼束曲率半徑、鋼束彎曲角度等參數(shù)關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式。以重慶高家花園嘉陵江大橋復(fù)線橋?yàn)橛?jì)算工程實(shí)例，分別采用模擬預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的等效荷載法（梁單元模型）與彈性連接法（復(fù)線橋沿程分布分析模型）針對(duì)