体外预应力钢箱—砼结合连续梁桥预应力效果研究

• 作 者: 宾帆
• 出 处: 北京交通大学
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 体外预应力 钢—混凝土结合梁 连续梁 非线性有限元分析 施工阶段

体外预应力钢箱—混凝土结合连续梁是一种受力合理、性能优良新型组合结构。迄今为止,国内外学者对预应力钢—混凝土新型组合梁的研究还不充分,理论体系还不完善,国内现行设计规范也没有相应的条款,这大大影响了这种性能优良的结构体系的工程应用。本文使用通用有限元程序ANSYS建立三跨变截面预应力钢箱—混凝土结合连续梁有限元模型,通过变化预加力施加方式、预应力力筋线形及预加力大小等参数,分析、探讨了预加力对抗弯承载力、挠度变形、负弯矩区抗裂性能、应力应变分布、预应力筋应力增量等方面的影响效果。以北京市五环路京山铁路桥(48+72+48m)为对象,建立空间有限元模型。通过施工过程的模拟,并结合实测数据分析了预加力对结构受力性能的影响,进一步证明了体外预应力钢箱—混凝土结合连续梁桥是一种受力合理、性能的优良的结构体系。本文通过以上工作,得到以下主要结论:1、体外预应力钢箱—混凝土结合连续梁中,引入预加力对结构能产生延迟混凝土开裂、减小变形、扩大钢箱梁弹性工作范围等诸多有利效应。2、负弯矩区配置有粘结预应力筋,可显著改善该区域的混凝土板抗裂性能:沿钢梁通长布置体外索能大幅提高钢箱梁的弹性工作范围,为钢材用量的优化提供更大的潜力。以上两种预加力施加方式的综合应用能取更好的工程效果。3、体外预加力技术的应用提高了预应力钢箱—混凝土结合连续梁桥的负弯矩区混凝土板抗裂性能、全桥刚度以及承载能力,在实际桥梁中的应用能弥补混凝土项板普通预应力不足,使得预应力分布更加合理。