预应力双面组合连续箱梁桥负弯矩区裂缝宽度数值分析

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1、密级：公开ＳＨ口ＩＡＺ巧ＵＡＮＧＴＩＥＯＡＯＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ工学硕主学位论文预应力双面組合连续箱梁桥负弯矩区裂缝宽度数值分析ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＣｏｎｃｒｅｔｅＳｌａｂＣｒａｃｋｓｉｎＮｅａｔｉｖｅｇＭｏｍｅｎｔＲｅｇｉｏｎｏｆＰｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄＤｏｕｂｌｅＣｏｍｏｓｉｔｅｐＣｏｎ－ｒｔｉｎｕｏｕｓＢｏｘｉｒｄｅＢｒｉｄｅｇｇ培养单位：主木工程学院专业：桥梁与隧道工程．研究生：张晓衆指导教师：段树金教授

2、牛润明副教授二〇—五年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作。及取得的研究成果尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。￣、、／１签名：日期：亦／］关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有

3、关部口送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可公布论文的全部或部分内容。保密的论文在解密后应遵守此规定（）作者签名：藻换論日期：、心＞导师答名日期；此密级：公开工学硕士学位论文预应力双面组合连续箱梁桥负弯矩区裂缝宽度数值分析NumericalSimulationofConcreteSlabCracksinNegativeMom

4、entRegionofPrestressedDoubleCompositeContinuousBox-girderBridge培养单位：土木工程学院专业：桥梁与隧道工程研究生：张晓璇指导教师：段树金教授牛润明副教授二○一五年六月摘要摘要钢混凝土双面组合连续梁结构在承载力和刚度方面优于单面组合梁，但仍很难避免负弯矩区上翼缘混凝土板受拉开裂问题，裂缝的出现会影响结构的刚度和耐久性。本文采用施加预应力的方法控制钢–混凝土双面组合连续箱梁结构混凝土板受拉裂缝的产生和扩展，研究预应力度和纵向受力钢筋配筋率对负弯矩区上混凝土板

5、受拉裂缝的影响规律。本文讨论和总结了钢筋与混凝土之间的粘结滑移理论以及现行组合梁裂缝宽度计算理论。通过对比分析不同数值模拟方法确定可行的建模方法，使用有限元软件ANSYS同时建立钢混凝土双面组合连续箱梁负弯矩区考虑与不考虑钢筋与混凝土粘结滑移两种情况的平面有限元模型。预应力施加采用等效荷载法，钢筋混凝土结构选用分离式模型，钢筋与混凝土之间的粘结滑移效应采用双弹簧联结单元模拟，裂缝选用弥散裂缝模型。利用单元生死技术模拟负弯矩区模型裂缝的出现和扩展，分别得到不同预应力度和纵向受力钢筋配筋率时的开裂荷载、裂缝间距以及荷载

6、裂缝宽度曲线。数值模拟结果显示提升结构的预应力度和上混凝土板纵向受力钢筋配筋率均可提高结构的开裂荷载、缩短裂缝间距、减小裂缝宽度，从而达到控制负弯矩区裂缝产生和扩展的目的。分析结果判定所选工程实例设计满足强度、刚度和裂缝宽度要求，同时截面设计有待于进一步优化。本文研究成果可供预应力钢混凝土双面组合连续梁的裂缝宽度计算参考，为进一步探究组合梁裂缝计算理论提供借鉴。关键词：双面组合连续梁；预应力度；配筋率；开裂荷载；裂缝间距；裂缝宽度AbstractAbstractCompared with single steel

7、-concrete composite beam, continuous double steel-concrete composite beam has gotten greater stiffness and carrying capacity butthe tension cracks problemin top concrete slabis still inevitablein negative moment region. The appearance of cracks affects stiffnes

8、s and durability of the structure. This dissertationdoes the research on the influence of pre-stressed degree and longitudinalreinforcement ratio to upper concrete slab tens