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二次预应力组合结构连续梁承载力试验研究

作者：李显潮 Publish: 2007-9-27 Hits:-

【中文题名】

二次预应力组合结构连续梁承载力试验研究

【英文题名】

Study on Bearing Capacity of Twice-prestressed Composite Structure Continuous Beam

【学科专业】

桥梁与隧道工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-9-27

【中关键词】

二次预应力组合结构,连续梁,超筋,极限承载力,非线性分析,高速铁路桥梁

【英关键词】

twice-prestressed composite structure,continuous beam,over-reinforcement,ultimate bearing capacity,nonlinear analysis,high-speed railway bridge,creep camber,

【分类导航】

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【论文摘要】

二次预应力组合结构是将预应力混凝土技术应用于桥梁结构领域中的一种新型结构形式。这种预应力技术在桥梁结构的抗裂性能和变形控制方面有明显的优势。前人研究了二次预应力组合结构简支梁的变形和受力性能,本文是将二次预应力组合结构应用于连续梁,制作了相应的试验梁模型,其施工阶段和徐变阶段的性能已有人研究,本文对试验梁正常使用阶段以及承载力极限状态方面做了以下研究: (1)设计并制作了一根两跨二次预应力组合结构连续梁,分别对试验梁截面最大正弯矩和截面最大负弯矩做了开裂荷载的试验,研究了这种结构在开裂前的内力和变形,突出了结构优越的抗裂性能,验证了其预制梁和后浇梁共同参与工作的良好性能。 (2)完成了试验梁的极限承载力的试验,对结构开裂后的受力和变形性能进行了研究。针对结构出现的超筋现象,首次提出了二次预应力组合结构的超配筋界限计算公式。总结了二次预应力组合结构结合面的开裂类型,并提出一些构造要求。 (3)编制了杆系非线性有限元程序,对试验梁进行了加载的非线性全过程模拟,程序计算值和试验值吻合较好,验证了本文程序的正确性,为今后二次预应力组合结构连续梁的设计和承载力评估提供了一种可靠的计算方...

【论文题纲】

摘要	5-6
Abstract	6-11
第1章绪论	11-23
1.1 预应力混凝土技术概述	11-12
1.2 预应力混凝土技术应用于桥梁结构的新发展	12-17
1.3 二次预应力组合结构的提出	17-19
1.4 对二次预应力组合结构已做的研究	19-22
1.5 本文的主要内容	22-23
第2章二次预应力组合结构连续梁的制作与测试	23-33
2.1 概述	23
2.2 试验梁设计与制作	23-28
2.2.1 试验梁的设计	23-26
2.2.2 试验梁的制作	26-28
2.2.3 混凝土的材料性能	28
2.3 试验方案设计	28-32
2.3.1 试验方案和加载装置	28-30
2.3.2 测试内容和测点布置	30
2.3.3 支座的调整	30-31
2.3.4 加载步骤	31-32
2.4 本章小结	32-33
第3章二次预应力组合结构连续梁的试验结果与分析	33-53
3.1 概述	33
3.2 二次预应力组合结构连续梁截面应力的实测结果与分析	33-39
3.2.1 试验梁开裂前截面应变沿梁高的分布规律	33-35
3.2.2 试验梁开裂前截面应力分析	35-36
3.2.3 试验梁开裂荷载分析	36-38
3.2.4 极限承载力试验中截面应力实测结果	38-39
3.3 二次预应力组合结构连续梁挠度的实测结果与分析	39-42
3.3.1 影响刚度的主要因素	39
3.3.2 刚度的计算	39-40
3.3.3 试验梁开裂前挠度的实测结果与分析	40-41
3.3.4 极限承载力试验中挠度的实测结果	41-42
3.4 极限承载力试验中梁的裂缝行为描述	42-44
3.5 试验梁极限破坏的形态及其承载力研究	44-50
3.5.1 试验梁的极限破坏形态	44-46
3.5.2 二次预应力组合结构截面超筋界限的研究	46-48
3.5.3 试验梁的极限承载力研究	48-50
3.6 结合面的受力性能研究	50-52
3.6.1 结合面破坏形态分析	50-51
3.6.2 结合面构造要求	51-52
3.7 本章小结	52-53
第4章二次预应力组合结构连续梁非线性分析	53-76
4.1 概述	53
4.2 连续梁非线性分析理论的发展	53-55
4.3 钢筋混凝土非线性有限元分析理论	55-62
4.3.1 钢筋混凝土有限元模型的选择	55-56
4.3.2 混凝土本构关系	56-57
4.3.3 有限元非限性方程组的数值解法	57-61
4.3.4 收敛准则	61-62
4.4 二次预应力连续梁非线性程序的编制	62-72
4.4.1 基本假定	62-63
4.4.2 材料的本构关系	63-64
4.4.3 梁截面弯矩曲率关系的数值求解	64-70
4.4.4 二次预应力连续梁非线性分析过程	70-72
4.5 计算结果与试验结果对比分析	72-75
4.6 本章小结	75-76
第5章二次预应力组合结构在高速铁路桥上的应用研究	76-88
5.1 概述	76
5.2 高速铁路和高速铁路桥梁	76-79
5.2.1 高速铁路的定义	76
5.2.2 国外高速铁路桥梁的发展	76-77
5.2.3 国内高速铁路桥梁的发展	77-78
5.2.4 高速铁路桥梁的特点	78-79
5.3 对高速铁路桥梁徐变上拱控制的必要性和现实意义	79-80
5.3.1 我国既有铁路桥梁的徐变上拱	79
5.3.2 高速铁路无碴梁的徐变上拱	79-80
5.4 高速铁路桥梁徐变上拱主要控制措施	80-81
5.4.1 设计方面	80-81
5.4.2 施工方面	81
5.4.3 二次预应力组合结构用于高速铁路桥梁的徐变上拱控制优势	81
5.5 高速铁路桥梁的算例对比计算	81-87
5.5.1 现代高速铁路桥梁的主要结构形式	81-82
5.5.2 我国高速铁路桥梁活载图式的选择	82-83
5.5.3 设计算例资料	83-84
5.5.4 徐变计算原理和方法	84-85
5.5.5 计算结果对比分析	85-87
5.6 本章小结	87-88
结论	88-90
参考文献	90-95
附录A （攻读学位期间所发表的学术论文目录）	95-96
致谢	96

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.104425



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