體外預(yù)應(yīng)力加固舊橋設(shè)計(jì)計(jì)算方法研究
本文選題:體外預(yù)應(yīng)力加固 + 疊合梁; 參考:《吉林建筑大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:體外預(yù)應(yīng)力加固是采用外加預(yù)應(yīng)力鋼絲束或預(yù)應(yīng)力拉桿(粗鋼筋)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或整體進(jìn)行加固的方法。因?yàn)槠渚哂刑彷d效果明顯、對(duì)原橋結(jié)構(gòu)損傷小、施工簡(jiǎn)單、便于檢查維修等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于舊橋養(yǎng)護(hù)、加固領(lǐng)域。盡管體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在國(guó)內(nèi)外都有著較為廣泛的研究,但在其設(shè)計(jì)計(jì)算理論和實(shí)際工程應(yīng)用中仍存在著許多技術(shù)性的難題。尤其在體外預(yù)應(yīng)力加固舊橋后,考慮橋面鋪裝作用后的主梁橫向分布系數(shù)計(jì)算方法尚未發(fā)現(xiàn)相關(guān)報(bào)道。為了分析體外預(yù)應(yīng)力加固舊橋后,在車輛荷載作用下結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài),基于接觸理論,分別采用有限元基本思想和內(nèi)部超靜定理論,推導(dǎo)了考慮橋面鋪裝參與受力情況下的有限元解和解析解,給出了考慮水泥混凝土鋪裝與主梁交界面剪切滑移效應(yīng)和預(yù)應(yīng)力鋼束的剛度貢獻(xiàn)后,在車輛作用下,主梁的位移和應(yīng)力狀態(tài)的求解方法。并在解析解的基礎(chǔ)上推導(dǎo)了改進(jìn)偏心壓力法求解橫向分布系數(shù)的具體表達(dá)式,得到了預(yù)應(yīng)力鋼束對(duì)主梁之間整體工作性能的影響規(guī)律,并與ANSYS結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。對(duì)比結(jié)果表明:本文給出的有限元解、解析解以及改進(jìn)的橫向分布系數(shù)計(jì)算方法是正確的、合理的。研究結(jié)果表明,體外預(yù)應(yīng)力的存在能大幅度地提高舊橋承載能力,改善橋梁的整體受力性能,本文給出的設(shè)計(jì)理論能夠有效計(jì)算體外預(yù)應(yīng)力加固后橋梁上部結(jié)構(gòu)各主梁在車輛荷載作用下的位移和應(yīng)力狀態(tài),為體外預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì)提供了較可靠的技術(shù)支撐。
[Abstract]:External prestressing reinforcement is a method of strengthening structural members or whole by applying prestressed steel wire or prestressed bar (coarse steel bar). It is widely used in the maintenance and reinforcement of old bridges because of its obvious lifting effect, small damage to the original bridge structure, simple construction, easy inspection and maintenance and so on. Although the external prestressing reinforcement technology has been widely studied at home and abroad, there are still many technical problems in its design and calculation theory and practical engineering application. Especially after strengthening the old bridge with external prestressing, the calculation method of the transverse distribution coefficient of the main beam after considering the bridge deck pavement has not been reported. In order to analyze the stress state of the old bridge strengthened by external prestressing, based on the contact theory, the finite element theory and the internal statically indeterminate theory are adopted, respectively. The finite element solution and analytical solution considering the participation of bridge deck pavement under loading are derived. The shear slip effect at the interface between cement concrete pavement and main beam and the stiffness contribution of prestressed steel beam are given under the action of vehicle. The method to solve the displacement and stress state of the main beam. On the basis of the analytical solution, the concrete expression of the improved eccentric pressure method for solving the transverse distribution coefficient is derived, and the influence of the prestressed steel beam on the overall working performance of the main beam is obtained. The results are compared with the results of ANSYS and field tests. The results show that the finite element solution, analytical solution and the improved calculation method of transverse distribution coefficient are correct and reasonable. The results show that the existence of external prestress can greatly improve the bearing capacity of the old bridge and improve the overall mechanical performance of the bridge. The design theory presented in this paper can effectively calculate the displacement and stress state of each main beam of the superstructure of the bridge strengthened by external prestressing force under vehicle load, which provides a reliable technical support for the design of external prestressing reinforcement.
【學(xué)位授予單位】:吉林建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號(hào)】:U445.72
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,本文編號(hào):2106123
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