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大跨度预应力混凝土箱梁力学性能分析

刘群阳  
【摘要】:预应力混凝土简支箱梁因截面形式优美,静力和动力性能良好,自重轻,施工架设周期短等优点使得其被广泛应用于高速铁路桥梁中。但箱型截面受力状况复杂,表现出明显的空间力学效应,传统的箱梁计算方法大多采用平面状态分析,如果以此来代替其空间力学特征会产生较大的误差。 本文以某客运专线上某一特大桥32m预应力混凝土单箱单室等高度简支箱梁为研究对象,基于工程现场的施工监测数据,利用有限元分析软件MIDAS/Civil建立箱梁空间有限元分析模型,对其施工阶段和使用阶段的力学特性进行分析,以期对箱梁的设计和施工提出合理的建议。主要研究内容如下: 1.总结并分析了预应力混凝土箱梁力学性能的相关理论; 2.简述了预应力混凝土简支箱梁在施工过程中的监测工艺和方法,并对监测数据进行了分析、整理; 3.利用有限元软件MIDAS/Civil对箱梁的受力进行模拟分析:建立了有限元基本模型,实现了在实体单元中对预应力的模拟,得出了控制截面在各个施工工况下的应力和位移情况。将施工监测数据与有限元模拟数据进行对比分析。模拟结果与施工监测结果大体上是相吻合的,应力和变形实测值均小于并接近于理论值,梁体应力和变形满足设计及规范要求; 4.利用MIDAS/Civil分析了预应力混凝土箱梁的自振特性,评价了其动力性能,并通过时程分析的方法得出了弹性模量、阻尼比和列车速度对箱梁动力特性的影响。


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