体外预应力加固pc箱梁的非线性分析

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文体外预应力加固PC箱梁的非线性分析论文作者：李笑芳学生类别：全日制学科门类：工学领域名称：桥梁与隧道工程指导教师：宋娃丽职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofBridgeandTunnelEngineeringNONLINEARANALYSISONPCBOX-BEAMSTRENGTHENEDWITHEXTERNALPRESTRESSI

2、NGbyLiXiaofangSupervisor:Prof.SongWaliNovember2014摘要在桥梁运营过程中，大量桥梁或多或少存在不同程度的的病害,对桥梁的安全性和耐久性产生严重的影响,需对其进行加固改造。体外预应力加固方法就是布置在被加固结构体外的预应力筋通过锚固系统和转向系统与被加固结构连接并把一定的预加力施加其上，抵消部分由外荷载产生的内力，从而改善结构的受力状态，提高结构的承载力、抗裂性和减小变形的方法。本文主要进行了以下工作：（1）从设计、施工和运营管理方面分析总结了在役桥

3、梁产生病害的原因，对常用加固技术的优势及局限性进行对比分析。（2）研究了体外预应力加固的基本原理，结构内力和应力增量的计算公式，并对其进行比较。从截面平衡，整体协调变形出发，推导了体外预应力筋应力增量的计算公式。（3）以体外预应力简支箱梁为研究对象，利用软件MidasFEA建立13个三维有限元模型，在建模时考虑材料非线性和开裂后加固的几何非线性，利用施工阶段真实模拟加固全过程进行非线性分析。从承载力、挠度、应力和裂缝扩展情况入手研究分析了高跨比、转向块布置、综合配筋率和张拉控制应力对加固后桥梁受

4、力性能的影响。（4）以一座四跨连续箱梁桥为工程背景，进行了体外预应力加固箱梁的设计计算，从承载力、挠度和裂缝扩展等多方面对比分析非线性条件下加固前后桥梁的工作状态，证明采用体外预应力加固满足设计荷载要求，并为以后同类工程设计施工提供一定的经验和借鉴。关键词：体外预应力，PC箱梁，非线性，MidasFEA，影响因素，加固IABSTRACTIntheprocessofbridgeoperation,alargenumberofbridgesmoreorlessappearsdifferentdegr

5、eesofdisease.Ithasseriousinfluenceonthesafetyanddurabilityofbridges，sotheyneedtobereinforced.Thismethodisputexternalprestressingtendonsoutsidethebridge'sbody,tendonsanchorfirmlyinbridgebeamtwoends,andexertaxialpressureandcurvetobeamtooffsetpartofthei

6、nternalforceproducedbytheloading,thusimprovethestressstateandbearingcapacityofstructure,crackresistanceandreducethedeformation.Thisarticlemainlycarriedonthefollowingwork:（1）Fromthedesign,constructionandoperationmanagementandotheraspectstoanalyzetheca

7、usesofdiseasesofthecurrentbridges,comparingtheadvantagesanddisadvantagesofthecommonlyusedreinforcementtechniques.（2）Researchedonthebasicprincipleofexternalprestressingreinforcement,theinternalforceofthestructureandthecalculationformulaofstressincreme

8、nt.Fromthecross-sectionbalance,theoverallcoordinationofdeformationdeducedtheexternalprestressingtendonsstressincrementformula.（3）Thestudywascarriedoutinfurtherinvestigationofthesimplysupportedboxbeamstrengthenedbyexternalprestressingthroughthirteenth