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张拉预应力筋阶段的T型梁应力分析

郭晓江  
【摘要】: 采用装配式的预应力混凝土T型梁桥具有桥梁上、下部同时施工、T型梁预制质量易于保证等优点,该桥型是目前公路桥梁经常使用的型式。预应力筋的张拉顺序与T型梁的张拉效果有着密切关系。不适当的预应力筋张拉顺序会导致T型梁局部应力过大而开裂,因此掌握此阶段的应力十分重要。 本文首先对预应力混凝土结构在国内外发展和研究现状进行了阐述,介绍了材料非线性、边界非线性的基本理论,并确定了本文非线性有限元分析模型中所采用的材料本构关系、强化模型和非线性方程求解方法。介绍了张拉预应力筋阶段T型梁的试验概况。由于在张拉预应力筋过程中T型梁与张拉台座之间的接触长度很难确定,所以计算此阶段的T型梁受力情况比较困难,通常在计算时把T型梁假设为简支得出近似解,本文采用接触单元解决此问题。基于大型有限元软件ANSYS建立了全梁有限元模型,采用三种工况张拉预应力筋,分析T型梁跨中的应力、反拱度和侧向位移与张拉预应力筋顺序的关系。根据桥梁规范计算了T型梁跨中和四分之一跨径处的应力。将根据桥梁规范计算结果、有限元模型计算结果和实测结果进行了比较,分析了产生差异的原因。建立了梁端部局部承压有限元模型,采用三种工况张拉预应力筋,分析了张拉预应力筋过程中的应力分布,讨论了锚垫板下混凝土的应力与张拉预应力筋顺序的关系。


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