基于非線性層殼理論的PC小箱梁橋極限承載力研究.pdf

1、隨著吊裝施工技術(shù)的提高和設計的標準化，預應力混凝土組合箱梁橋在中小跨徑橋梁中的應用越來越廣泛，并且其應用跨徑還有逐漸增大的趨勢。然而目前標準化設計下的預應力鋼筋混凝土組合箱梁橋（PC小箱梁橋），主要是基于經(jīng)典橫向分布理論和截面強度理論進行結(jié)構(gòu)分析，針對這種結(jié)構(gòu)的試驗研究和受力過程的理論分析相對較少，不利于PC連續(xù)小箱梁橋的應用和發(fā)展。為此，本文主要以某在役四跨連續(xù)PC小箱梁橋為背景，在對其進行現(xiàn)場靜力荷載試驗的基礎(chǔ)上，基于層殼等參元的基

2、本理論，進行了詳細的受力過程分析。給出了設計PC小箱梁橋的空間分析方法并提出該類橋型的改進構(gòu)造設計建議，成果可為PC小箱梁橋的設計提供理論參考和工程應用價值。主要研究內(nèi)容包括：
　?。?）針對PC小箱梁橋這種薄壁結(jié)構(gòu)形式，介紹了基于層殼等參元的基本理論。對退化層殼等參元的單元剛度矩陣進行了推導。同時考慮混凝土和鋼筋材料的非線性受力行為，詳細描述了材料的本構(gòu)關(guān)系。并利用相關(guān)簡支T梁的破壞性試驗資料，對該理論的可靠性進行了驗證。

3、>　　（2）對某在役四跨連續(xù)PC小箱梁橋進行了靜力荷載試驗，在考察該橋目前運營狀態(tài)的同時，利用層殼等參元的基本理論對該橋進行建模分析，并與荷載試驗實測值和Midas/Civil建立的桿系有限元模型計算結(jié)果對比。分析表明該橋目前總體受力狀態(tài)較好，實測撓度和應變均小于理論計算值，但結(jié)構(gòu)在偏心荷載作用下單梁受力明顯，橫向聯(lián)系較弱。除此之外，采用層殼等參元進行仿真分析時，其精確性高于桿系單元。
　?。?）以該標準設計的四跨連續(xù)小箱梁橋為背

4、景，對其進行了多種荷載布置下的極限承載力分析。詳細探討了小箱梁橋在三種典型加載工況下的破壞荷載、破壞特征及關(guān)鍵截面荷載撓度曲線的變化規(guī)律。研究了PC小箱梁橋受壓區(qū)混凝土進入塑性后的內(nèi)力重分布規(guī)律。此外，分析了PC小箱梁橋張拉控制應力、預應力鋼束和普通鋼筋用量、箍筋用量、頂?shù)装搴穸燃案拱搴穸鹊仍O計參數(shù)對小箱梁橋承載能力的影響。為改進PC小箱梁橋的結(jié)構(gòu)設計提供科學參考依據(jù)。
　?。?）基于“荷載橫向分布系數(shù)”的概念，研究隨施加在結(jié)構(gòu)上