复杂约束下简支转连续梁桥湿接头受力性能研究

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当前,简支转连续桥梁应用十分广泛。简支转连续桥梁所具有着良好的跨越能力、平稳舒适的运营条件,这些都很好地满足了工程需求。然而同时,工程实践表明后浇湿接头为简支转连续桥梁的薄弱部位,极易发生破坏。因此对简支转连续桥梁的后浇湿接头进一步研究有着极为重要的工程价值。首先,本文对简支转连续桥梁的发展及各个时期的工程特点进行了简要概括,其次对国内外的相关研究进行了总结。然后介绍本研究的相关工程背景、施工工艺并详细说明了本文的研究内容及创新点。本文采用了 Midas模型对单片小箱梁结构进行仿真分析计算,分析结构在不同施工阶段及温度荷载下的变形,结果表明温度梯度对结构的影响较大,在设计和施工中不可忽略;建立了 Midas湿接头水化热模型,对早期混凝土水化放热进行了理论研究,得到了早期湿接头水化放热的温度及应力。笔者通过湿接头原位试验分析了湿接头关键节点的温度、应变和实际工程中后浇湿接头的温度、变形,总结分析了不同国家梯度规范引起的内力并与实测温度梯度进行对比。结果表明负弯矩预应力的张拉使得湿接头上部受压、下部受拉;体系转变后,结构整体发生内力重分配,翼缘处应力明显减小,湿接头底部压应力增大。湿接头在体系转变后其安全性能得到了提高;实测温度梯度应力计算结果与我国规范最为贴合。本文建立了 ABAQUS湿接头精细化有限元模型,针对不同工况、多种因素影响下的湿接头变形规律进行了详细研究。首先结合Midas模型,对不同施工工况下的湿接头应力、变形进行分析,结果表明湿接头在不同工况下受力安全。针对负弯矩钢束张拉、湿接头采用膨胀混凝土及湿接头热力耦合进行研究,结果表明较大的负弯矩会引起湿接头下部出现较大拉应力,易发生破坏;湿接头建议使用膨胀率较小的混凝土;热力耦合作用下湿接头的下部约束大,变形小,会产生较大的应力集中导致破坏。
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