基于非線性層殼理論的PC小箱梁橋極限承載力研究.pdf

1、隨著吊裝施工技術(shù)的提高和設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁橋在中小跨徑橋梁中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，并且其應(yīng)用跨徑還有逐漸增大的趨勢(shì)。然而目前標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)下的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土組合箱梁橋（PC小箱梁橋），主要是基于經(jīng)典橫向分布理論和截面強(qiáng)度理論進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，針對(duì)這種結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究和受力過(guò)程的理論分析相對(duì)較少，不利于PC連續(xù)小箱梁橋的應(yīng)用和發(fā)展。為此，本文主要以某在役四跨連續(xù)PC小箱梁橋?yàn)楸尘?，在?duì)其進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)靜力荷載試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，基于層殼等參元的基

2、本理論，進(jìn)行了詳細(xì)的受力過(guò)程分析。給出了設(shè)計(jì)PC小箱梁橋的空間分析方法并提出該類(lèi)橋型的改進(jìn)構(gòu)造設(shè)計(jì)建議，成果可為PC小箱梁橋的設(shè)計(jì)提供理論參考和工程應(yīng)用價(jià)值。主要研究?jī)?nèi)容包括：
　?。?）針對(duì)PC小箱梁橋這種薄壁結(jié)構(gòu)形式，介紹了基于層殼等參元的基本理論。對(duì)退化層殼等參元的單元?jiǎng)偠染仃囘M(jìn)行了推導(dǎo)。同時(shí)考慮混凝土和鋼筋材料的非線性受力行為，詳細(xì)描述了材料的本構(gòu)關(guān)系。并利用相關(guān)簡(jiǎn)支T梁的破壞性試驗(yàn)資料，對(duì)該理論的可靠性進(jìn)行了驗(yàn)證。

3、>　?。?）對(duì)某在役四跨連續(xù)PC小箱梁橋進(jìn)行了靜力荷載試驗(yàn)，在考察該橋目前運(yùn)營(yíng)狀態(tài)的同時(shí)，利用層殼等參元的基本理論對(duì)該橋進(jìn)行建模分析，并與荷載試驗(yàn)實(shí)測(cè)值和Midas/Civil建立的桿系有限元模型計(jì)算結(jié)果對(duì)比。分析表明該橋目前總體受力狀態(tài)較好，實(shí)測(cè)撓度和應(yīng)變均小于理論計(jì)算值，但結(jié)構(gòu)在偏心荷載作用下單梁受力明顯，橫向聯(lián)系較弱。除此之外，采用層殼等參元進(jìn)行仿真分析時(shí)，其精確性高于桿系單元。
　　（3）以該標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的四跨連續(xù)小箱梁橋?yàn)楸?/p>

4、景，對(duì)其進(jìn)行了多種荷載布置下的極限承載力分析。詳細(xì)探討了小箱梁橋在三種典型加載工況下的破壞荷載、破壞特征及關(guān)鍵截面荷載撓度曲線的變化規(guī)律。研究了PC小箱梁橋受壓區(qū)混凝土進(jìn)入塑性后的內(nèi)力重分布規(guī)律。此外，分析了PC小箱梁橋張拉控制應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力鋼束和普通鋼筋用量、箍筋用量、頂?shù)装搴穸燃案拱搴穸鹊仍O(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)小箱梁橋承載能力的影響。為改進(jìn)PC小箱梁橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供科學(xué)參考依據(jù)。
　　（4）基于“荷載橫向分布系數(shù)”的概念，研究隨施加在結(jié)構(gòu)上