单向预应力UHPC新型箱梁桥体外预应力束转向构造研究

发布时间：2024-02-28 18:21

　　普通混凝土预应力箱梁桥受力明确、抗扭性能优异、架设安装便捷、桥下视觉效果优良,是实际工程广泛选用的一种桥型。但一方面,普通混凝土抗拉强度低,运营过程中混凝土箱梁腹板易开裂;另一方面,普通混凝土收缩徐变效应复杂,交变荷载作用下的预应力损失难以估判,普通混凝土预应力箱梁桥主梁在工程实践中的长期下挠问题突出。主梁下挠会加剧梁体裂缝发展,导致梁体刚度降低,从而进一步加剧挠度的发展,这些方面的耦合作用效应,已经成为了该类桥型发展的瓶颈。随着超高性能混凝土(UHPC)材料的发展,湖南大学邵旭东教授课题组提出了单向预应力UHPC新型箱梁桥的概念。这种桥梁体系结合了UHPC在强度及徐变方面优异的力学性能,有望从材料上根本性地解决普通混凝土箱梁桥梁体开裂与下挠这两大病害。课题组通过相关试验研究,已经掌握了UHPC箱梁桥的多项结构性能,而关于体外预应力束在UHPC箱梁中的布置及转向问题还有待进一步研究。囿于普通混凝土的低抗拉强度,传统的块式、肋式、横隔板式转向构造体积大且配筋复杂。本文结合UHPC优异的力学性能及UHPC箱梁密集隔板的布置特点,提出一种轻质、高承载力的适合体外预应力束转向的UHPC转向构造...

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 普通混凝土箱梁桥发展遇瓶颈
        1.1.1 梁体开裂
        1.1.2 主梁过度下挠
        1.1.3 原因分析及总结
    1.2 超高性能混凝土(UHPC)
        1.2.1 UHPC的发展及其力学性能
        1.2.2 UHPC桥梁在国内外的应用发展
    1.3 单向预应力UHPC新型箱梁桥
    1.4 体外预应力桥梁及传统体外束转向块形式研究
        1.4.1 体外预应力桥梁的发展
        1.4.2 传统体外束转向块形式及研究
    1.5 本课题主要研究内容及研究目的
第2章 UHPC肋块式转向块设计思路
    2.1 体外束转向的三个典型位置及其影响的箱梁板件
    2.2 设计思路
    2.3 横隔板所发挥的作用
        2.3.1 模型边界条件的影响
        2.3.2 计算结果对比
    2.4 本章小结
第3章 依托桥整体及其转向块局部受力分析
    3.1 工程背景桥简介
    3.2 预应力体系介绍
    3.3 整体受力分析
        3.3.1 模拟方法
        3.3.2 荷载及计算工况
        3.3.3 计算结果与分析
    3.4 转向块局部分析
        3.4.1 底板体外束转向块（中跨整跨体外束转向块）
        3.4.2 腹板下折束转向块
    3.5 本章小结
第4章 UHPC肋块式转向块模型试验及分析
    4.1 试验目的
    4.2 肋块式转向块足尺模型试验
        4.2.1 试验模型设计
        4.2.2 试验加载及量测方案
    4.3 试验结果及分析
        4.3.1 试验现象及裂缝发展过程
        4.3.2 应变分析
        4.3.3 评价
    4.4 本章小结
第5章 UHPC肋块式转向块有限元及参数分析
    5.1 关于非线性问题的处理
        5.1.1 UHPC的本构模型
        5.1.2 钢筋本构模型
    5.2 有限元模型
    5.3 计算结果对比分析
        5.3.1 荷载-挠度曲线
        5.3.2 裂缝分布
        5.3.3 钢筋荷载-应变对比
        5.3.4 抗裂安全系数
    5.4 相关参数分析
        5.4.1 UHPC轴拉强度
        5.4.2 倒角的影响
        5.4.3 配筋
    5.5 UHPC肋块式转向块尺寸优化及与普通混凝土转向块的对比
        5.5.1 尺寸优化
        5.5.2 与普通混凝土转向块的对比
    5.6 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录



本文编号：3913850