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装配式预应力空心板桥结构的设计与数值模拟分析

李月姝  
【摘要】: 随着桥梁理论与施工工艺的提高,各种桥型结构层出不穷,其中预应力空心板桥是中小跨度桥梁常用的一种结构形式,该结构具有建筑高度小、自重轻、施工工厂化等优点而久用不衰。板桥结构不单外部形状简单,而且内部一般无需专门配置抗剪钢筋,只需将部分主筋弯起,因而施工简单,同时模板和钢筋工程也都比较省,可以做到定型设计、预制、运输、起吊、安装方便等优点。对于高等级公路和城市立交工程,预应力空心板桥又以极易满足斜、弯、坡以及S形、喇叭形等特殊要求受到高度重视。 本文结合预应力空心板的研究现状以及这种结构在设计、施工等方面在吉林省的应用情况开展了以下几个方面的研究。 1)根据预应力空心板桥的特点对其进行了总结,并介绍了目前国内外预应力空心板桥在理论与试验等方面的研究与发展现状。 2)根据钢筋混凝土结构设计理论和桥梁结构力学行为等相关理论,给出了预应力空心板桥梁的应力和变形的设计理论与施工验算的方法。同时结合预应力空心板结构的实际工程,按照具体的设计过程进行了预应力空心板桥梁结构的设计计算。 3)根据有限元的理论,利用ANSYS软件对预应力空心板桥梁结构的工程项目进行了有限元数值模拟计算,并对其进行了分析,整体研究了板桥结构的受力状态,分析了板桥薄弱部位铰缝的受力状态和改变桥面铺装后对荷载横向分布的影响情况。 4)根据以上的理论研究为成果,对预应力空心板桥在施工工艺过程与施工优化上进行了研究,确保了合理的施工工艺来保证预应力空心板桥梁在日后使用过程中具有最高的使用性与安全性能。 以上研究内容对于预应力空心板桥梁的设计、施工起到了一定的辅助作用,对更好地把这种桥梁结构应用到实际工程中起到一个很好的铺垫作用。


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