【摘要】：采用高強混凝土材料和部分預應力技術形成了一種工程適用的結構——部分預應力高強混凝土小箱梁。部分預應力高強混凝土小箱梁利用了高強混凝土抗壓強度高、耐久性優(yōu)異和有效控制截面等特點,能提高梁的承載能力、耐久性和減輕自重。利用部分預應力技術提高了梁正常使用極限狀態(tài)下的抗裂性能,并且部分預應力技術相比全預應力技術更加有利于梁的延性性能,改善梁的延性性能和耗能能力。因此,部分預應力高強混凝土小箱梁非常適用于重載橋梁。目前,我國對預應力高強混凝土結構已經(jīng)開展了一定的研究,取得了一些成果。但對于部分預應力高強混凝土小箱梁的研究文獻報道較少。本文采用試驗研究、理論分析與數(shù)值模擬計算相結合的方法,對部分預應力高強混凝土小箱梁的靜力荷載作用下的抗彎性能進行了研究。本文以某高速公路工程為研究背景,基于部分預應力混凝土小箱梁的延性、裂縫寬度、變形、極限承載能力等多個方面出發(fā),按照C50、C70混凝土強度等級設計了2片小箱梁,并對其進行足尺模型靜載破壞試驗,詳細地分析小箱梁的受力特點及其在荷載作用下的破壞過程。論文除了破壞荷載試驗之外,還采用大型空間三維有限元軟件ABAQUS將部分預應力高強混凝土小箱梁按整體式實體模型建模,對梁進行分析計算。鑒于規(guī)范采用的線彈性計算所帶來的誤差,本文根據(jù)實測參數(shù)采用非線性混凝土的本構關系,雙折線鋼材的應力應變曲線模型,對梁進行非線性有限元分析計算,并將結果與試驗值和規(guī)范計算值對比,此外,采用有限條代法基于MATLAB對預應力梁全過程進行分析的結果與試驗值驗證,得出小箱梁的最終極限承載能力。通過本文的分析可以對相似預應力高強混凝土橋梁的承載力研究以及極限設計計算提供借鑒。
[Abstract]:Using high strength concrete material and partial prestressing force technology, a kind of engineering suitable structure, partially prestressed high strength concrete small box girder, is formed. The small box girder with partially prestressed high-strength concrete has the advantages of high compressive strength, excellent durability and effective control of section, which can improve the bearing capacity, durability and reduce the deadweight of the beam. The partial prestressing technique is used to improve the crack resistance of the beam under the limit state of normal use, and the partial prestress technology is more advantageous to the ductility performance of the beam than the full prestressed technology, and improves the ductility performance and energy dissipation ability of the beam. Therefore, partial prestressed high-strength concrete small box girder is very suitable for heavy-load bridges. At present, the prestressed high-strength concrete structure has been studied and some achievements have been made in our country. However, there are few reports on the research of partially prestressed high-strength concrete small box girder. In this paper, the flexural behavior of partially prestressed high-strength concrete small box girder under static load is studied by means of experimental study, theoretical analysis and numerical simulation. Based on the research background of a highway project, based on the ductility, crack width, deformation and ultimate bearing capacity of the partially prestressed concrete small box girder, two small box girders are designed according to the strength grade of C50C70 concrete. The failure test of full-scale model under static load is carried out, and the stress characteristics of small box girder and its failure process under load are analyzed in detail. In addition to the failure load test, a large-scale three-dimensional finite element software ABAQUS is used to model the partially prestressed high-strength concrete small box girder according to the integral solid model, and the beam is analyzed and calculated. In view of the error caused by the linear elastic calculation adopted in the code, the nonlinear finite element analysis of the beam is carried out according to the constitutive relation of the nonlinear concrete and the stress-strain curve model of the double-folded steel, according to the measured parameters. In addition, the finite strip method based on MATLAB is used to analyze the whole process of the prestressed beam and the test value is verified, and the ultimate bearing capacity of the small box girder is obtained. The analysis in this paper can be used as a reference for the study of bearing capacity and ultimate design calculation of similar prestressed high strength concrete bridges.
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U441

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本文編號：2345408