预应力连续钢梁正弯矩区抗弯性能分析
发布时间：2021-10-13 16:44
预应力连续钢梁作为预应力钢结构的一种重要结构形式,因其具有承载力高、刚度大、稳定性好、用材省、弹性工作区大等众多优点,在桥梁结构工程实践领域的应用日益广泛,对其进行研究具有重要的理论意义和使用价值。本文通过静力荷载试验、理论计算及有限元数值模拟,分析了预应力连续钢梁正弯矩区的抗弯性能。根据国内外有关预应力钢结构抗弯性能的研究资料,对既有不考虑桥面铺装的普通连续钢梁模型和预应力连续钢梁模型进行了静力荷载试验,对比分析连续钢梁在施加预应力前后正弯矩区力学特性的变化规规律。研究成果如下:（1）在对结构引入预应力后,改善了结构抗弯性能,降低了荷载作用下中间支座负弯矩和跨中正弯矩,提高了结构的抗弯承载力;（2）基于试验梁不同受力状态分阶段进行理论分析,通过等效荷载法推导预应力钢束在结构中产生的综合弯矩,并结合预应力超静定结构理论计算,对预应力连续钢梁正弯矩区的抗弯能力进行定量分析;（3）建立了能够较为准确模拟试验梁在弹性阶段至塑性阶段受力状态发展过程的有限元数值模型,深入分析预应力对普通连续钢梁和预应力连续钢梁正弯矩区抗弯承载能力的影响,讨论预应力连续钢梁正弯矩区抗弯性能及预应力钢束应力增量的影...
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
试验梁立面和横截面尺寸(.间
２０?｜?２〇｜?８０?［２０?｜?２０??（ｂ）试验梁横截面尺寸图??图２－１试验梁立面和横截面尺寸（ｍｍ）??表２－１材料力学性能??材料类型?弹性模量（＊１０５ＭＰａ）?屈服强度（ＭＰａ）?抗拉强度（ＭＰａ）泊松比??Ｑ２３５?钢材?２．０６?２３５?３９０?０．３??７０５?无粘结钢束?Ｌ９５?１５８１?１８６０?０．３??２．１．２加载装置??为观察试验梁正弯矩区在施加荷载过程中内力的变化情况，采用在各跨中两点对称??集中施加荷载的方式，各跨中的两个加载点之间距离为８００ｍｍ。为防止试验梁局部受压??屈曲，在各加载点处设置宽１５０ｍｍ，厚６ｍｍ的钢垫板，并在钢垫板上布置长１０００ｍｍ??的分配横梁，荷载通过反力架和位于各跨中的千斤顶施加，并通过分配横梁传递至试验??梁，荷载大小借助反力架与千斤顶之间量程为５０ｔ的压力传感器控制。为防止加载过程??中预应力钢束断裂，导致锚具和夹片弹出伤人，在预应力连续钢梁锚固端和张拉端放置??挡板。加载装置及预应力张拉装置如图２－２所示。??（ａ）加载装置?（ｂ）预应力张拉装置??图２－２试验加载和张拉装置??２．１．３加载方案??采用单调分级加载的试验方案。在开始加载前先进行预加载，以消除试验梁与支座??及加载设备之间的初始空隙
对试验梁各跨同时施加荷载５ｋＮ，共施加１２级６０ｋＮ，每级持荷１０分钟，以使试验梁在??外荷载作用下产生的变形充分发展。之后每卸载２０ｋＮ，直至试验梁回复初始受力状态。??试验加载设备示意图如图２－３所示。??１荷载??传感器ｒ；??一千斤顶??—一?８００?，????（）?ｃ）??????ｎ??传感器」应节片?＾??位移计一Ｑ??＿中??图２－３试验加载设备示意图??２．１．４测点布置??为研宂试验梁正弯矩区抗弯性能，选取试验梁各跨中截面作为控制截面布置应变片。??在试验梁端为每束预应力钢束设置一个已标定的传感器，并在预应力钢束表面布置应变??片，以测量试验梁预应力钢束的应力增量。本试验所使用的应变片的敏感栅尺寸为??３ｘ２ｍｍ，电阻值为１２０±０．２０，灵敏系数为２．０８±１％，应变极限为２００００ｕｍ／ｍ，采用??ＤＨ３８１６和ＤＨ３８１８应变箱进行应变数据的采集。将武汉华岩位移传感器置于试验梁各??跨中位置，以测量试验梁在外荷载作用下产生的挠度值。试验测点分布如图２－４所示。??■■ＩＷＳｍＵｌＨＨＩ?——广、ｒ??ｔ?］＿??Ｉ，，??（ａ）应变片测点布置?（ｂ）位移计测点布置??图２－４试验测点分布??２．２试验结果与分析??２．２＿１应力分析??普通连续钢梁各跨中截面应力沿高度分布如图２－５所示。由图２－５可以看出
【参考文献】：
期刊论文
[1]装配式预应力钢梁受弯性能试验研究[J]. 翟福胜,白正仙,刘学春. 钢结构. 2018(08)
[2]大跨度预应力钢梁高温环境下的极限荷载分析[J]. 郑放,关昀,孙强. 兰州工业学院学报. 2017(04)
[3]我国公路钢桥的进与退[J]. 赵君黎,李文杰,冯苠. 中国公路. 2016(11)
[4]主跨400m的UHPC连续梁桥优化设计[J]. 刘勇,邵旭东,詹豪. 公路交通科技. 2014(08)
[5]连续梁中无粘结预应力筋极限应力增量[J]. 王晓东. 工业建筑. 2012(S1)
[6]体外预应力钢箱梁桥的力学性能[J]. 杨竟南,陈海平,方伟. 中外公路. 2011(06)
[7]预应力钢箱梁的应力分析[J]. 赵颖,贾艳敏,林晓东. 东北林业大学学报. 2009(10)
[8]基于可靠性的预应力钢桁架结构优化设计[J]. 赵荣家,郭振邦. 天津理工大学学报. 2009(04)
[9]基于能量法的体外预应力梁力筋应力增量研究[J]. 刘钊,贺志启,王景全. 东南大学学报(自然科学版). 2008(01)
[10]基于挠度的体外与体内无粘结预应力筋应力增量[J]. 王景全,刘钊,吕志涛. 东南大学学报(自然科学版). 2005(06)
硕士论文
[1]高温（火灾）环境下大跨度预应力钢梁的弹塑性分析[D]. 关昀.安徽建筑大学 2016
[2]含体外索的预应力工字钢梁抗弯性能非线性有限元分析[D]. 桑敏（HAZEM SAMIH ABD-ELBASET MOHAMED）.华中科技大学 2013
[3]预应力门式刚架的受力性能研究[D]. 顾建飞.浙江大学 2006
[4]大跨度预应力工字钢梁的变形与弹塑性研究[D]. 胡宇秋.兰州理工大学 2005
[5]预应力加固钢结构的理论分析与设计计算研究[D]. 孙云.东南大学 2004
本文编号：3435024
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
试验梁立面和横截面尺寸(.间
２０?｜?２〇｜?８０?［２０?｜?２０??（ｂ）试验梁横截面尺寸图??图２－１试验梁立面和横截面尺寸（ｍｍ）??表２－１材料力学性能??材料类型?弹性模量（＊１０５ＭＰａ）?屈服强度（ＭＰａ）?抗拉强度（ＭＰａ）泊松比??Ｑ２３５?钢材?２．０６?２３５?３９０?０．３??７０５?无粘结钢束?Ｌ９５?１５８１?１８６０?０．３??２．１．２加载装置??为观察试验梁正弯矩区在施加荷载过程中内力的变化情况，采用在各跨中两点对称??集中施加荷载的方式，各跨中的两个加载点之间距离为８００ｍｍ。为防止试验梁局部受压??屈曲，在各加载点处设置宽１５０ｍｍ，厚６ｍｍ的钢垫板，并在钢垫板上布置长１０００ｍｍ??的分配横梁，荷载通过反力架和位于各跨中的千斤顶施加，并通过分配横梁传递至试验??梁，荷载大小借助反力架与千斤顶之间量程为５０ｔ的压力传感器控制。为防止加载过程??中预应力钢束断裂，导致锚具和夹片弹出伤人，在预应力连续钢梁锚固端和张拉端放置??挡板。加载装置及预应力张拉装置如图２－２所示。??（ａ）加载装置?（ｂ）预应力张拉装置??图２－２试验加载和张拉装置??２．１．３加载方案??采用单调分级加载的试验方案。在开始加载前先进行预加载，以消除试验梁与支座??及加载设备之间的初始空隙
对试验梁各跨同时施加荷载５ｋＮ，共施加１２级６０ｋＮ，每级持荷１０分钟，以使试验梁在??外荷载作用下产生的变形充分发展。之后每卸载２０ｋＮ，直至试验梁回复初始受力状态。??试验加载设备示意图如图２－３所示。??１荷载??传感器ｒ；??一千斤顶??—一?８００?，????（）?ｃ）??????ｎ??传感器」应节片?＾??位移计一Ｑ??＿中??图２－３试验加载设备示意图??２．１．４测点布置??为研宂试验梁正弯矩区抗弯性能，选取试验梁各跨中截面作为控制截面布置应变片。??在试验梁端为每束预应力钢束设置一个已标定的传感器，并在预应力钢束表面布置应变??片，以测量试验梁预应力钢束的应力增量。本试验所使用的应变片的敏感栅尺寸为??３ｘ２ｍｍ，电阻值为１２０±０．２０，灵敏系数为２．０８±１％，应变极限为２００００ｕｍ／ｍ，采用??ＤＨ３８１６和ＤＨ３８１８应变箱进行应变数据的采集。将武汉华岩位移传感器置于试验梁各??跨中位置，以测量试验梁在外荷载作用下产生的挠度值。试验测点分布如图２－４所示。??■■ＩＷＳｍＵｌＨＨＩ?——广、ｒ??ｔ?］＿??Ｉ，，??（ａ）应变片测点布置?（ｂ）位移计测点布置??图２－４试验测点分布??２．２试验结果与分析??２．２＿１应力分析??普通连续钢梁各跨中截面应力沿高度分布如图２－５所示。由图２－５可以看出
【参考文献】：
期刊论文
[1]装配式预应力钢梁受弯性能试验研究[J]. 翟福胜,白正仙,刘学春. 钢结构. 2018(08)
[2]大跨度预应力钢梁高温环境下的极限荷载分析[J]. 郑放,关昀,孙强. 兰州工业学院学报. 2017(04)
[3]我国公路钢桥的进与退[J]. 赵君黎,李文杰,冯苠. 中国公路. 2016(11)
[4]主跨400m的UHPC连续梁桥优化设计[J]. 刘勇,邵旭东,詹豪. 公路交通科技. 2014(08)
[5]连续梁中无粘结预应力筋极限应力增量[J]. 王晓东. 工业建筑. 2012(S1)
[6]体外预应力钢箱梁桥的力学性能[J]. 杨竟南,陈海平,方伟. 中外公路. 2011(06)
[7]预应力钢箱梁的应力分析[J]. 赵颖,贾艳敏,林晓东. 东北林业大学学报. 2009(10)
[8]基于可靠性的预应力钢桁架结构优化设计[J]. 赵荣家,郭振邦. 天津理工大学学报. 2009(04)
[9]基于能量法的体外预应力梁力筋应力增量研究[J]. 刘钊,贺志启,王景全. 东南大学学报(自然科学版). 2008(01)
[10]基于挠度的体外与体内无粘结预应力筋应力增量[J]. 王景全,刘钊,吕志涛. 东南大学学报(自然科学版). 2005(06)
硕士论文
[1]高温（火灾）环境下大跨度预应力钢梁的弹塑性分析[D]. 关昀.安徽建筑大学 2016
[2]含体外索的预应力工字钢梁抗弯性能非线性有限元分析[D]. 桑敏（HAZEM SAMIH ABD-ELBASET MOHAMED）.华中科技大学 2013
[3]预应力门式刚架的受力性能研究[D]. 顾建飞.浙江大学 2006
[4]大跨度预应力工字钢梁的变形与弹塑性研究[D]. 胡宇秋.兰州理工大学 2005
[5]预应力加固钢结构的理论分析与设计计算研究[D]. 孙云.东南大学 2004
本文编号：3435024
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