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《浙江大学》 2002年
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先简支后连续结构体系研究

陈强  
【摘要】: 高速公路的迅速发展使得桥梁的数量大幅度增加,而高速度的行车则要求桥梁具有较好的连续性能、较少的伸缩缝构造等。在高等级公路桥梁中,多孔中等跨径(跨径在25~40米左右)的桥梁占很大的比重,桥面连续的简支梁结构体系由于存在桥面容易开裂等缺点而在与连续梁结构体系的竞争中常常处于下风。但是由于现浇连续梁的施工复杂繁琐、费工费时,人们一直希望将简支梁的批量预制生产和连续梁的优越性能结合起来,用梁或板批量预制生产的方式来加快连续梁的建设速度,以省去繁琐的支模工序,由此产生了将整跨梁板预制、架设就位(简支梁状态)后在端部浇筑混凝土并张拉预应力使之连续的“先简支后连续”施工法,而形成的体系则被称为“先简支后连续结构体系”。随着先简支后连续桥梁工程实例的增多,“先简支后连续”这一概念的含义亦变得更加丰富。针对国内外对先简支后连续结构体系的研究普遍缺乏深度这一现状,我们以浙江温州瑞安市飞云江大桥引桥为工程背景,运用空间梁/杆系有限元、经典的板壳单元法以及虚拟层合单元法对该体系进行了施工仿真分析。虚拟层合单元法的运用,大大简化了先简支后连续结构体系分析中一些关键问题(如材料的有无、分析网格的变换等)的处理方式。在此基础上,对于目前先简支后连续结构体系中存在的一些有争议的问题(如后连续端部浇筑和后连续预应力张拉的顺序、体系转换中的临时支座拆除顺序、后连续端部浇筑方式、后连续端部的预应力筋及普通钢筋的优化等),我们分别运用三种方法进行了细致的模拟分析、研究,并得出了一些具有重要工程意义的结论:后连续端部的浇筑顺序和后连续预应力张拉的“隔跨”原则,临时支座拆除的“隔跨”原则(此前人们一直认为“对称浇注和对称张拉”是最为合理的施工工序),混凝土的收缩、徐变对先简支后连续结构体系的影响一般较小等。此外,对于设计和施工各方都较为注意的该体系的荷载横向分布系数、挠度及应力影响线、先简支后连续结构体系的破环模式、后连续预应力材料和连续端部的普通钢筋的优化等问题亦做出了一定的研究。最后指出了下一步工作的研究重点和方向。 我们认为,随着对先简支后连续结构体系研究工作的深入开展,必定会为该类结构体系的进一步应用提供更加丰富的理论成果,从而产生更大的经济效益和社会效益。
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