[博士]预应力混凝土桥梁徐变效应分析

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内容简介

　　[博士]预应力混凝土桥梁徐变效应分析　　学科专业:桥梁与隧道工程　　授予学位：博士 　　学位授予单位：中南大学　　学位年度：2003　　 为保证列车行驶的平稳性和安全性，高速铁路桥梁的徐变上拱度有十分严格的限值。本文以高速铁路无碴轨道预应力混凝土桥梁徐变土拱控制研究为背景，展开了预应力混凝土桥梁徐变效应研究。　　 首先，针对预应力混凝土简支梁桥的受力特征和构造特点，提出了徐变效应分析的全量形式自动递进法，可考虑截面上钢筋位置，配筋率、预应力钢筋松弛、混凝土弹性模量随时润变化等影响，且计算式可适用于任何形式的收缩、徐变特性表达式;建立的公式可方便地求解任意时刻混凝土、钢筋的应力与应变和跨中梁体的竖向变形，计算精度可方便地通过计算时段的细分来控制，.直至给出满意的结果。　　 在建立了计入普通镌筋、预应力镶筋和混凝土刚度贡献的组合梁单元后，进一步建立了基于组合梁单元的平面杆系有限元法与全量形式自动递进法相结合的新的桥梁结构徐变效应混合分析法，可同时分析桥梁截面时变应力重分布和结构时变内力重分布及其综合效应。该法的特点是，有限元法列式中不考虑与时间效应有关的影响因素，仅完成弹性分析功能，所有与时间效应有关的影响因素均在全量形式自动递进法中考虑;因此，混合分析法的计算精度可通过各自独立的两方面来保证:有眼元法弹性效应分析的精度和全量形式自动递进法时变效应分析的精度，为方便、准确的徐变效应分析提供了新途径。　　 研究中发现某一特定环境下工作的混凝土用现有规范公式预测得到的徐变、收缩特性常有偏差较大的现象，由此提出了从新建预应力混凝土桥梁短期试验结果推算梁体相应素混凝土在工作环境下的徐变、收缩特性的思想和方法，并建立了计算式，为新建预应力混凝土桥梁可靠的徐变效应分析提供了前提和保证。　　 针对目翁预应力钢筋锚固时镶筋回缩引起的预应力损失计算方法中存在的问题，建立了考虑反摩阻影响的后张法预应力混凝土桥梁锚固损失的统一计算式，适用于任意形状的预应力钢筋和单、双端张拉的情形;给出了适于机算的理论公式和适于手算的近似计算式，可方便地应用于研究和工程实践。　　 本文首次清晰而系统地提出了钢筋对徐变的不同效应(徐变应变、徐变曲率、徐变上拱)约束影响系数的概念，建立了相应的计算式;绘合我国普遍采用的混凝土的徐变特性和桥梁的构造特点及工作环境特征，给出了具较高计算精度的实用计算式;在此基础上，建立了桥梁徐变效应近似分析的钢筋约束影响系数法，并推导出了考虑钢筋影响的超静定梁徐变次内力的近似计算式，可方便地应用于桥梁研究和设计中。　　 对桥梁结构徐变试验的影响因素及处理原则进行了研究，提出了从模型梁徐变上拱值推算原型梁徐变上拱的方法并建立了近似计算式。

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