【摘要】：折線先張法較傳統(tǒng)的先張法構(gòu)件能適用于較大跨度結(jié)構(gòu)的橋梁。它具有后張法可以改變的預(yù)應(yīng)力筋的形狀,可以應(yīng)用于較大跨度的混凝土橋梁的施工。同時折線先張法構(gòu)件避免了孔道的灌漿不實使預(yù)應(yīng)力筋與混凝土更加有效的粘結(jié)在一起因而不存在預(yù)應(yīng)力筋腐蝕的問題,相比于后張法構(gòu)件,折線先張法提高了混凝土橋梁的耐久性,近年來在橋梁建設(shè)中已開始推廣應(yīng)用。本文結(jié)合我國濟南市經(jīng)一路東延道路建設(shè)工程大辛河橋-23.5m折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁的工程實例,對折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁的各項預(yù)應(yīng)力損失以及折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁鋼絞線彎起區(qū)的局部應(yīng)力等進行了較系統(tǒng)的研究和分析,為23.5m折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁的工程應(yīng)用提供了依據(jù)。主要研究內(nèi)容包括:首先,針對折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁在早期試驗研究中曾出現(xiàn)的鋼絞線彎起區(qū)混凝土開裂的問題,運用有限元分析軟件Abaqus對T梁預(yù)應(yīng)力筋彎起區(qū)的局部應(yīng)力進行了安全性分析,結(jié)果表明彎折點附近的豎向法向應(yīng)力存在明顯的應(yīng)力集中,它可以作為實際工程中的特征應(yīng)力進行重點研究分析,從而消除應(yīng)力集中。位移加載下從裸梁狀態(tài)到成橋通車狀態(tài)局部應(yīng)力始終沒有超過規(guī)定的限值,說明在后期運營過程中不會因為局部應(yīng)力而出現(xiàn)橋梁病害。然后,對23.5米折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁鋼絞線的彎折摩擦損失進行了相關(guān)的試驗研究,得到了鋼絞線彎折摩擦損失的計算公式。結(jié)合23.5m折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁的制作過程,通過張拉試驗測試計算出折線張拉鋼絞線的各項預(yù)應(yīng)力損失,計算出了本工程中預(yù)應(yīng)力混凝土T梁鋼絞線的有效張拉應(yīng)力。最后,將鋼絞線的有效張拉應(yīng)力其作為預(yù)應(yīng)力參數(shù)建立了Midas有限元模型,并對混凝土T梁進行RC梁的設(shè)計,對其持久狀況承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)驗算進行了驗算,均符合規(guī)定要求。
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文第2章 折線配筋先張梁局部應(yīng)力分析本章使用有限元分析軟件Abaqus對折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁鋼絞線彎折局部應(yīng)力進行了數(shù)值分析,通過對鋼絞線彎起區(qū)混凝土局部應(yīng)力的分析,發(fā)現(xiàn)區(qū)的鋼絞線與混凝土有較好的粘結(jié),鋼絞線彎起區(qū)混凝土雖有一定的應(yīng)力集中,但主拉應(yīng)力尚未達到混凝土的抗拉強度,且分布區(qū)域較小,彎起區(qū)混凝土不會,為先張折線預(yù)應(yīng)力混凝土 T 梁的可靠應(yīng)用提供了依據(jù)。 模型的建立及分析方法概述Abaqus 有限元模型依據(jù)混凝土 T 梁的構(gòu)造圖建立，如圖 2-1 中為 23.5 米先張法預(yù)應(yīng)力混凝土單片簡支 T 梁的截面構(gòu)造圖與預(yù)應(yīng)力鋼筋布置圖，，T 梁底部蹄形，不存在變截面，縱橋向有 9 種預(yù)應(yīng)力筋共 22 根呈對稱布置，其中直線力筋 14 根，4 種折線預(yù)應(yīng)力筋共 8 根，彎折角度分別為 2.38、3.34、3.28、4.11

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文當使用有限元軟件 Abaqus 模擬預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)時，通常不考慮非預(yù)應(yīng)力鋼筋的影響。這種處理有利于簡化建模過程。根據(jù) T 梁的實際情況，混凝土材料模型參數(shù)分別取為：泊松比 v=0.2,密度 =2400kg/m3，單軸抗壓強度ckf =32.4Mpa，單軸抗拉強度關(guān)tkf =2.65MPa。設(shè)計中采用高強度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，公稱直徑為 15.20mm（270 級），pkf 1860MPa，彈性模量51. 95 10yE MPa，松弛系數(shù)為0.3，預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制應(yīng)力為 0.72pkf =1339.2MPa。通過對 Abaqus 模型中的預(yù)應(yīng)力單元進行降溫法的處理，模擬預(yù)應(yīng)力鋼束在折線先張預(yù)應(yīng)力混凝土 T 梁上的預(yù)應(yīng)力。降溫僅在預(yù)應(yīng)力鋼筋中產(chǎn)生，并且預(yù)應(yīng)力的大小可以通過降溫值的大小來控制并使其保持恒定。在建立的幾何模型中給出相應(yīng)的材料特性，然后進行網(wǎng)格劃分，單元長度為 50 毫米。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U441

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本文編號：2627458