曲线梁预应力效应试验研究

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曲线梁桥为空间结构,由于水平曲率的存在,在外荷载作用下其受力状态与直线梁桥存在着很大区别。“弯-扭”耦合使得“线性变换定理”在曲线梁预应力调索中的已失去意义。空间钢束的摩阻损失不能简单地按照“规范”进行计算。在预应力钢束侧向崩出的问题上相关的研究仍比较少。文章结合曲线梁预应力现场试验,对预应力钢束起弯点位置、摩阻损失和梁体内侧混凝土径向力作用进行深入地分析和研究。首先,分析曲线梁在预应力作用下的力学性能,介绍了目前用于分析曲线梁桥的基本理论,曲线梁桥的平衡微分方程(符拉索夫方程)的推导及梁格法计算理论,以及梁格法建立有限元模型时刚度的计算。其次,建立MIDAS有限元模型,分析预应力作用引起内、外侧纵梁的支座反力、径向位移、挠度、应力差异的原因。研究预应力钢束起弯点在正、负弯区的位置变化对曲线梁的内、外侧梁的内力及位移影响。通过分析,起弯点位置变化引起桥跨四分点处的内力变化更加明显。再次,进行现场试验,结合ANSYS实体模型分析预应力产生的径向力对箱梁腹板受力的影响,以及改变防崩钢筋面积和混凝土保护层厚度对径向力的分布影响。由分析可见,通过增加防崩钢筋面积和预应力筋保护层厚度可有效的。最后,根据现场试验,按照“最小二乘法”、“假定系数”计算出损失参数值,与规范相比较,并建立数值模型对比分析。分析了各参数变化对损失计算结果的影响,通过分析,μ或k的增大都能使结果增大,但μ使结果的改变量递增,而k使改变量递减。
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