【摘要】：波形鋼腹板箱梁橋是一種新型的鋼混組合結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)在工作時(shí)使波形鋼腹板和混凝土充分發(fā)揮各自的特性,再加上體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的使用,使得其受力特點(diǎn)有別于普通的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋。本文通過對(duì)模型梁進(jìn)行有限元建模,對(duì)其內(nèi)力重分布問題進(jìn)行了詳細(xì)的分析計(jì)算。(1)根據(jù)以往學(xué)者們對(duì)波形鋼腹板橋受力特點(diǎn)的研究結(jié)果,歸納總結(jié)了發(fā)展?fàn)顩r及受力特點(diǎn)。并對(duì)塑性內(nèi)力重分布的概念、研究發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述。對(duì)國內(nèi)外規(guī)范及文獻(xiàn)中關(guān)于彎矩調(diào)幅法、應(yīng)力增量的計(jì)算進(jìn)行了歸納。(2)對(duì)一個(gè)兩跨連續(xù)梁從開始加載到破壞的全過程進(jìn)行分析,闡述梁工作過程的三個(gè)階段,將預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的內(nèi)力重分布概括為兩個(gè)過程。結(jié)合文獻(xiàn)對(duì)內(nèi)力重分布的研究分析方法進(jìn)行了總結(jié),現(xiàn)有連續(xù)梁內(nèi)力重分布的研究方法大致包括塑性鉸法、變剛度法、全過程分析法以及彎矩調(diào)幅法。影響內(nèi)力重分布的因素比較多,許多學(xué)者通過試驗(yàn)結(jié)合理論分析,主要與裂縫開展情況、預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的次彎矩、塑性鉸、斜截面承載能力以及無粘結(jié)筋的極限應(yīng)力增量相關(guān)。(3)針對(duì)波形鋼腹板箱梁橋闡述了使用ANSYS軟件進(jìn)行建模時(shí)模型、單元以及材料本構(gòu)關(guān)系的選擇。根據(jù)該種橋型的特點(diǎn)及模擬目的,使用彌散裂縫模型,主要用于得到結(jié)構(gòu)的荷載位移特性曲線�；贏PDL語言實(shí)現(xiàn)波形鋼腹板建模,以一跨簡支梁為例,給出了建模程序命令。(4)建立簡支試驗(yàn)梁的分離式計(jì)算模型并進(jìn)行極限承載狀態(tài)的有限元分析,探討在集中荷載作用下,波形鋼腹板簡支梁從加載、屈服到失效的全過程。由有限元計(jì)算結(jié)果可以看出,本文數(shù)值計(jì)算結(jié)果可以很好的體現(xiàn)波形鋼腹板組合梁三折線的工作特征。列出體外預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力和跨中撓度數(shù)據(jù)并擬合曲線,結(jié)果證明應(yīng)力增量和跨中撓度基本呈直線關(guān)系。(5)以2×40m的連續(xù)梁為模型梁,普通鋼筋的配筋率為變量,分析在集中荷載作用下跨中位置的荷載位移曲線、體內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋和體外預(yù)應(yīng)力筋的荷載應(yīng)力曲線,定性分析了普通鋼筋配筋率對(duì)連續(xù)梁極限承載能力的影響。由負(fù)彎矩區(qū)處的應(yīng)力荷載曲線,分析了不同配筋率下內(nèi)力重分布的規(guī)律。給出了不同配筋率時(shí)跨中體外預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力增量與跨中撓度數(shù)據(jù)和曲線,分析了普通鋼筋配筋率對(duì)應(yīng)力增量的影響。最后,給出連續(xù)梁從加載至破壞過程中的彎矩調(diào)幅系數(shù)以及模型梁的極限承載力,并給出彎矩調(diào)幅系數(shù)隨著配筋率的增大而減小的原因。
[Abstract]:The corrugated steel web box girder bridge is a new type of steel-concrete composite structure, which makes the corrugated steel webs and concrete give full play to their respective characteristics while working, plus the use of external prestressing technology. The mechanical characteristics of prestressed concrete box girder bridge are different from that of ordinary prestressed concrete box girder bridge. In this paper, the finite element model of the model beam is modeled, and the redistribution of internal force is analyzed and calculated in detail. (1) according to the research results of the previous scholars on the stress characteristics of the corrugated steel web plate bridge, The development and stress characteristics are summarized and summarized. At the same time, the concept of plastic internal force redistribution and the present situation of research and development are expounded. The calculation of moment amplitude modulation method and stress increment in domestic and foreign codes and literatures are summarized. (2) the whole process from loading to failure of a two-span continuous beam is analyzed, and the three stages of beam working process are expounded. The internal force redistribution of prestressed concrete continuous beam is summarized as two processes. This paper summarizes the research and analysis methods of internal force redistribution in continuous beams, which include plastic hinge method, variable stiffness method, whole process analysis method and moment amplitude modulation method. There are many factors that influence the redistribution of internal force. Many scholars combine theoretical analysis with experiments, mainly with crack development, secondary moment produced by prestress, plastic hinge, The bearing capacity of oblique section is related to the ultimate stress increment of unbonded steel bars. (3) the modeling model, the choice of constitutive relation of element and material for corrugated steel web box girder bridge using ANSYS software are described. According to the characteristics of the bridge type and the purpose of simulation, the dispersion crack model is used to obtain the load-displacement characteristic curve of the structure. The modeling of corrugated steel web is realized based on APDL language. Taking a single span simply supported beam as an example, the modeling program command is given. (4) the separated calculation model of simply supported test beam is established and the finite element analysis of ultimate bearing state is carried out. The whole process from loading, yielding to failure of simply supported beam with corrugated steel web under concentrated load is discussed. From the results of finite element calculation, it can be seen that the numerical results of this paper can well reflect the working characteristics of three broken lines of corrugated steel web composite beams. The data of stress and mid-span deflection of external prestressed tendons are listed and the curve is fitted. The results show that the stress increment and mid-span deflection are basically linear relations. (5) taking 2 脳 40m continuous beam as model beam, the reinforcement ratio of ordinary steel bar is a variable. The load-displacement curves of the mid-span and the load-stress curves of the internal and external prestressing tendons under concentrated load are analyzed. The influence of the reinforcement ratio on the ultimate load-carrying capacity of continuous beams is qualitatively analyzed. Based on the stress-load curve at the negative moment region, the law of internal force redistribution under different reinforcement ratios is analyzed. The data and curves of stress increment and mid-span deflection of external prestressed tendons with different reinforcement ratios are given, and the effect of reinforcement ratio on stress increment is analyzed. Finally, the moment amplitude modulation coefficient of continuous beam and the ultimate bearing capacity of the model beam are given from loading to failure, and the reason why the moment amplitude modulation coefficient decreases with the increase of reinforcement ratio is given.
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：U441

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本文編號(hào)：2413532