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预应力张拉工艺对连续刚构桥应力及变形影响

朱建  
【摘要】:预应力张拉是连续刚构桥施工过程中非常重要也非常关键的环节,同时也是桥梁监测监控中非常重要的一项工作,预应力张拉质量的好坏直接影响到桥梁的线形控制和箱梁的应力储备。为了保证有一个安全桥梁建造过程及安全施工状态,避免因为预应力张拉施工问题产生桥梁质量问题,需要对预应力张拉作较为重点的关注。 衡量预应力张拉效果的一个重要指标就是有效预应力的大小,有效预应力的大小受到多方面因素的影响。只有具备了恰当的预应力张拉工艺、高质量的预应力材料、符合规范要求的的张拉设备、正确的操作流程以及熟练的操作技术等条件才能保证预应力张拉质量。在桥梁实际施工当中,经常可以看到一些不符合规范要求的预应力张拉施工,如非对称预应力张拉就是一种比较常见的不符合设计要求的施工,这种张拉施工或多或少的给桥梁施工带来了影响,给桥梁监测监控中对成桥线形控制和箱梁应力控制带来一定的困难,还有可能给桥梁施工带来安全隐患。鉴于这种施工在工程界存在,因此对其进行研究很有必要且具有重要的现实意义。 本文以国内某连续钢构桥为研究背景,利用大桥监控监测工作之便采集了大桥各方面的施工及材料数据,为论文的撰写准备了相关的材料,着重研究了混凝土弹性压缩预应力损失,推导出了非对称预应力张拉施工工艺下的混凝土弹性预应力损失的计算公式,通过大型有限元软件Midas/Civil模拟大桥施工过程,建立了预应力对称张拉和非对称张拉工艺下各种不同张拉顺序的张拉方案模型。通过调整张拉龄期、改变张拉顺序等,从混凝土弹性预应力损失、箱梁左右预应力平衡及箱梁截面应力分布状态三个方面对不同方案进行较为全面的比较,比较的目的就是从理论上论证预应力非对称张拉的可行性并且从非对称张拉的几个方案中选出最佳的张拉方案。论文最后对国内某连续刚构桥预应力张拉存在严重预应力损失一问题探讨了预应力钢束的布置原理,通过反复尝试和计算,探讨了摩阻系数对预应力损失的敏感性,提出了调整预应力钢束布置、增加预应力钢筋等途径试图弥补预应力损失,改善箱梁应力状况。 论文研究成果对连续刚构桥梁设计和施工阶段控制有指导和借鉴意义,可用来改善预应力非对称张效果,保证桥梁有足够的应力储备、良好的线形并顺利合拢。


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