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高墩大跨连续刚构桥收缩徐变效应研究

作　者: 唐灿
导　师: 王解军
学　校: 中南林业科技大学
专　业: 结构工程
关键词: 收缩徐变高墩大跨连续刚构桥挠度应力预应力损失
分类号: U441.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

收缩和徐变是混凝土作为粘弹性材料的一种固有的时变特性。高墩大跨连续刚构桥是一种对收缩、徐变较为敏感的结构体系。对收缩、徐变效应的估算不准,会直接影响到悬臂施工中桥梁的合拢质量,同时影响到桥梁的线型、美观、正常使用寿命及最终导致桥梁过早的维修。正确地估计及预测收缩、徐变对高墩大跨预应力连续刚构桥的挠度和应力的影响,对指导施工及监控具有重要的意义。本文首先在广泛收集国内外混凝土收缩徐变研究资料的基础上,对混凝土的收缩徐变机理、影响因素,收缩徐变的常用计算理论、方法及预测模型进行系统的总结,比较分析了国内外几种常用的预测模型的机理、考虑的因素、适用范围等。其次,本文以湖北龙潭河特大桥为工程背景,现场实测了大桥在施工过程中及成桥初期的大量挠度和应力数据,并运用大型结构分析软件MIDAS/Civil建立有限元模型,分别按我国《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ023-85和JTG D62-2004两种不同规范,对桥梁进行了施工仿真计算分析,并与实测结果进行了比较,分析结果表明后者对收缩徐变的预测更准确,更符合结构的实际情况。同时,对大桥在营运期间的挠度发展及应力状态进行预测,为大桥的正常使用及维护保养提供有益的帮助。最后,分别按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ023-85和JTG D62-2004两种不同规范,对桥梁由于收缩徐变而导致的预应力损失进行了理论分析,分析结果显示两种规范对预应力损失的预测趋势基本一致,但后者的预测结果比前者的预测结果要小。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-17
  1.1 预应力混凝土连续刚构桥发展概况  9-11
  1.2 连续刚构桥收缩徐变研究概况  11-15
    1.2.1 收缩徐变效应概述  11
    1.2.2 国内外的研究现状  11-15
  1.3 课题来源及研究目的和主要内容  15
    1.3.1 课题来源  15
    1.3.2 研究目的和主要内容  15
  1.4 小结  15-17
2 混凝土收缩徐变理论  17-33
  2.1 混凝土收缩徐变机理分析  17-20
    2.1.1 混凝土收缩机理  17-18
    2.1.2 混凝土徐变机理  18-20
  2.2 影响混凝土收缩徐变的因素  20-22
    2.2.1 影响混凝土收缩的因素  20-21
    2.2.2 影响混凝土徐变的因素  21-22
  2.3 混凝土徐变理论及计算模式  22-27
    2.3.1 混凝土徐变系数的定义  22-23
    2.3.2 混凝土徐变系数计算的几种理论  23-26
    2.3.3 混凝土徐变的计算模式  26-27
  2.4 力法及有限单元方法计算混凝土收缩徐变  27-32
    2.4.1 力法  27-29
    2.4.2 有限单元法  29-30
    2.4.3 MIDAS/Civil收缩徐变的有限元实现  30-32
  2.5 小结  32-33
3 大跨径连续刚构桥混凝土收缩徐变效应现场实测与分析  33-55
  3.1 MIDAS/CIVIL徐变分析的实施步骤与算例  33-36
  3.2 龙潭河大桥概况  36-37
  3.3 龙潭河大桥模型的建立  37-41
  3.4 大桥现场实测方法与测点布置  41-43
    3.4.1 挠度测试方法与测点布置  41
    3.4.2 大桥现场测试方法与测点布置  41-42
    3.4.3 应力传感器工作原理  42-43
  3.5 实测数据与分析  43-53
    3.5.1 挠度实测数据与分析  43-47
    3.5.2 应力实测数据与分析  47-53
  3.6 小结  53-55
4 大跨径连续刚构桥长期收缩徐变效应计算分析  55-73
  4.1 收缩徐变效应实桥计算分析  55-60
    4.1.1 挠度分析  55-58
    4.1.2 应力分析  58-60
  4.2 收缩徐变对预应力损失的影响分析  60-71
    4.2.1 预应力损失概述  60
    4.2.2 MIDAS/Civil计算收缩徐变引起的预应力损失  60-61
    4.2.3 收缩徐变对龙潭河大桥预应力损失的影响分析  61-71
  4.3 小结  71-73
5 结论与展望  73-75
参考文献  75-81
附录A(攻读学位期间发表的学术论文目录)  81-83
致谢  83

高墩大跨连续刚构桥收缩徐变效应研究

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