預應力混凝土箱梁橋的空間非線性分析研究.pdf

1、大跨徑預應力混凝土箱形梁橋在近二三十年得到廣泛使用,具有廣闊的應用前景.但目前在用預應力混凝土箱形梁在施工和運營過程中出現(xiàn)相當數(shù)量裂縫病害,尤其是箱梁錨固區(qū)裂縫、腹板斜裂縫,有的甚至在未承受活載的自重階段就出現(xiàn)裂縫,而混凝土的開裂也帶來了嚴重的材料非線性問題,為此,對箱梁進行材料非線性的三維有限元分析具有重要意義.該文詳細地論述了箱形截面的受力特點以及其分析方法,并對箱梁腹板的應力狀態(tài)進行了分析.為了探求預應力的布置對箱梁開裂的影響,以

2、惠州市東江四橋為例,利用大型有限元程序ANSYS,采用三維體單元建立箱梁節(jié)段空間局部模型.考慮到頂、底板梗腋的影響,為了不致于使模型計算失真,未對截面進行簡化,真實的模擬節(jié)段的空間特性.將桿系結構分析所得到結果應用到局部模型上,作為局部模型的邊界條件,并將三向預應力筋單獨作為一種單元加以考慮.計算中豎向預應力按四種不同的情況進行施加,分析在恒載和活載分別作用下節(jié)段模型的空間應力效應,尤其是腹板和錨固區(qū).因材料非線性問題在鋼筋混凝土有限元

3、分析中表現(xiàn)突出,而箱梁由于其形狀的復雜性,其非線性分析尤為困難,該文在A.C.Scordelis等前人對箱梁非線性研究的基礎上,模型中考慮材料非線性的影響.通過計算結果的分析,認為空間局部模型非線性分析具有必要性和有效性,同時箱梁中豎向預應力的大小對腹板的主拉應力有著重要影響,可通過合理配束和施加有效預應力加以調整.另外頂、底板錨固齒板后受力極為不利,設計中應予以重視,需配置一定數(shù)量的普通鋼筋.同時該文還對大跨連續(xù)箱梁橋的應力監(jiān)測問題進