折线先张法预应力混凝土T梁受力性能及工程应用研究

发布时间：2020-04-14 15:50

【摘要】：折线先张法较传统的先张法构件能适用于较大跨度结构的桥梁。它具有后张法可以改变的预应力筋的形状,可以应用于较大跨度的混凝土桥梁的施工。同时折线先张法构件避免了孔道的灌浆不实使预应力筋与混凝土更加有效的粘结在一起因而不存在预应力筋腐蚀的问题,相比于后张法构件,折线先张法提高了混凝土桥梁的耐久性,近年来在桥梁建设中已开始推广应用。本文结合我国济南市经一路东延道路建设工程大辛河桥-23.5m折线先张法预应力混凝土T梁的工程实例,对折线先张法预应力混凝土T梁的各项预应力损失以及折线先张法预应力混凝土T梁钢绞线弯起区的局部应力等进行了较系统的研究和分析,为23.5m折线先张法预应力混凝土T梁的工程应用提供了依据。主要研究内容包括:首先,针对折线先张法预应力混凝土T梁在早期试验研究中曾出现的钢绞线弯起区混凝土开裂的问题,运用有限元分析软件Abaqus对T梁预应力筋弯起区的局部应力进行了安全性分析,结果表明弯折点附近的竖向法向应力存在明显的应力集中,它可以作为实际工程中的特征应力进行重点研究分析,从而消除应力集中。位移加载下从裸梁状态到成桥通车状态局部应力始终没有超过规定的限值,说明在后期运营过程中不会因为局部应力而出现桥梁病害。然后,对23.5米折线先张法预应力混凝土T梁钢绞线的弯折摩擦损失进行了相关的试验研究,得到了钢绞线弯折摩擦损失的计算公式。结合23.5m折线先张法预应力混凝土T梁的制作过程,通过张拉试验测试计算出折线张拉钢绞线的各项预应力损失,计算出了本工程中预应力混凝土T梁钢绞线的有效张拉应力。最后,将钢绞线的有效张拉应力其作为预应力参数建立了Midas有限元模型,并对混凝土T梁进行RC梁的设计,对其持久状况承载能力极限状态和正常使用极限状态验算进行了验算,均符合规定要求。
【图文】：

构造图,混凝土T梁,构造图,单片

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文第2章折线配筋先张梁局部应力分析本章使用有限元分析软件Abaqus对折线先张法预应力混凝土T梁钢绞线弯折局部应力进行了数值分析,通过对钢绞线弯起区混凝土局部应力的分析,发现区的钢绞线与混凝土有较好的粘结,钢绞线弯起区混凝土虽有一定的应力集中,但主拉应力尚未达到混凝土的抗拉强度,且分布区域较小,弯起区混凝土不会,为先张折线预应力混凝土 T 梁的可靠应用提供了依据。模型的建立及分析方法概述Abaqus 有限元模型依据混凝土 T 梁的构造图建立，如图 2-1 中为 23.5 米先张法预应力混凝土单片简支 T 梁的截面构造图与预应力钢筋布置图，，T 梁底部蹄形，不存在变截面，纵桥向有 9 种预应力筋共 22 根呈对称布置，其中直线力筋 14 根，4 种折线预应力筋共 8 根，弯折角度分别为 2.38、3.34、3.28、4.11

混凝土T梁,单片

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文当使用有限元软件 Abaqus 模拟预应力混凝土结构时，通常不考虑非预应力钢筋的影响。这种处理有利于简化建模过程。根据 T 梁的实际情况，混凝土材料模型参数分别取为：泊松比 v=0.2,密度 =2400kg/m3，单轴抗压强度ckf =32.4Mpa，单轴抗拉强度关tkf =2.65MPa。设计中采用高强度低松弛预应力钢绞线，公称直径为 15.20mm（270 级），pkf 1860MPa，弹性模量51. 95 10yE MPa，松弛系数为0.3，预应力钢筋张拉控制应力为 0.72pkf =1339.2MPa。通过对 Abaqus 模型中的预应力单元进行降温法的处理，模拟预应力钢束在折线先张预应力混凝土 T 梁上的预应力。降温仅在预应力钢筋中产生，并且预应力的大小可以通过降温值的大小来控制并使其保持恒定。在建立的几何模型中给出相应的材料特性，然后进行网格划分，单元长度为 50 毫米。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U441

【相似文献】