装配式空心板桥横向铰接缝设计及改进方法研究

发布时间：2019-09-17 13:46

【摘要】：装配式空心板桥以其自身的优点,在中小跨径桥梁中极为常见,并占有相当的比重。然而经过调查,在多种原因综合影响下,装配式空心板桥存在普遍的病害问题,其中最为严重的就是横向连接空心板各个板共同受力的混凝土铰接缝。铰缝作为空心板桥横向传力的重要构造,它的破坏大大削弱空心板的横向连接,很容易出现单板受力过大的现象,严重影响了空心板桥上部结构的横向整体受力性能,使得空心板结构的安全性存在巨大隐患。鉴于此,许多学者对空心板横向铰接缝的损伤问题进行分析,采用不同的方法或试验研究或数值模拟或两者相结合等手段,虽提出了一些加固的方法,但铰接缝作为横向连接传力构造的本质没变,所以铰接缝病害问题还是得不到实质的解决。因此本文利用ANSYS有限元软件,先对现行的企口混凝土铰接缝形式进行数值模拟,分析其内部实际应力状态,提出该连接形式存在的弊病。为避免铰接缝位置出现病害开裂现象的发生,提出装配式空心板桥新型的横向连接形式“榫卯”,对其有效性进行探究。首先分析和归纳了空心板桥现行的计算理论,指出为满足实际需要而对设计进行的简化的不合理性及其造成的不可忽略的误差的存在。利用软件模拟实际车辆荷载作用的不同工况下铰接缝内的应力状态。分析得出,理论设计中将铰接缝假定为剪力铰显然是不合适的,铰接缝内不仅仅存在剪应力,更存在纵向和横向的正应力,接缝内混凝土处于多轴拉压状态加之剪切作用的存在,更是加重铰接缝内混凝土强度的削弱。因此,提出新型的横向连接“榫卯”形式,对两者的横向连接性能做简单对比。然后利用ANSYS对新型横向连接形式“榫卯”进行设计改进,分析尺寸大小和横向预应力钢束的设置对空心板横向连接整体性的影响,最终得出合理的尺寸和钢筋的布置形式。最后将改进后的横向连接形式实体建模,对比分析改进前企口混凝土铰接缝形式,验证“榫卯”形式的有效性,总结前文分析得出的结论,提出装配式空心板桥今后设计的有益建议。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U442.5

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本文编号：2536896