预应力混凝土斜桥分析软件的研发及应用

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随着道路等级的提高和人们对行车舒适性的追求,斜桥在桥梁建造中的比重越来越大。一般情况下,建造斜桥不仅能缩短桥长,节省材料,提高经济效益,而且能增加路线及桥梁的美观性。目前,由于斜桥数量的增多,斜桥表现出来的问题也越来越突出,例如:桥面板或梁体容易出现各种裂缝,桥梁上部结构容易发生整体旋转,桥梁支座经常由丁横向位移过火而遭到破坏等等。由于弯扭耦合等作用的存在,使得斜桥在力学性能上明显区别于正桥。实际上,斜桥结构在力学分析范畴中已属空间结构,如果再用平面简化方法来分析,必将带来很大的误差。但目前能够方便高效地分析斜桥结构的空间方法并不多,最常用的是有限元法,但其仍具有建模复杂、计算分析效率低等缺点。 鉴于目前斜桥计算分析的现状,本文首先提出了预应力在样条子域法中的计算方法,此种方法既能考虑预应力筋的刚度贡献,又能考虑预应力荷载对结构局部的作用:其次基于样条子域法开发了专门针对预应力混凝土斜桥的计算分析软件,该软件能够计算斜板桥(包括肋板式斜桥)和斜梁桥(包括斜T梁桥、斜箱梁桥等等);最后利用本文的软件计算分析了一座预应力混凝士试验连续斜T梁桥和一座预应力混凝士肋板式简支斜板桥,同时也利用有限元分析软件ANSYS对这两座桥进行了模拟分析,并对试验数据、ANSYS计算结果和本软件的计算结果进行了分析对比,结果表明:本文的软件能够比较准确的计算分析出斜桥结构的受力、变形,并同时具有建模速度快,计算效率高、计算方便灵活、便于模拟支承条件等优点,本文预应力的计算方法是正确的、实用的。
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