预应力混凝土箱梁温度应力分析.pdf
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1、低温建筑技术 2 0 1 3 年第3 期( 总第 1 7 7期) 预应 力混凝土箱梁温度应力分析 王丕祥 , 霍健 ( 东北林业大学 。 哈尔滨1 5 0 0 4 0) 【 摘要】 指出了温度应力的种类及温度对于悬臂施工应力的影响, 通过对浇筑完成粱段根部传感器实测 温度及应变值的测读、 比较 , 得到应力变化与温度变化之间的对应关系, 对实测应变值进行精确修正, 在此基础 上 , 根据实验室测得的各项参数, 输入有限元计算软件中, 得到应力理论计算值, 对比修正应力值与理论值的差 异, 确定温度修正的准确性。根据文中提出的温度应力修正方法, 所得理论值与修正值变化趋势基本一致, 可以 为工程
2、应用提供依据。 【 关键词】 预应力箱梁; 温度应力; 有限元 ; 施工控制 【 中图分类号】 T U 3 7 8 2 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 3 ) 0 3 0 0 8 0 0 3 预应力混凝土连续梁桥, 因其施工技术成熟 、 适应性 强, 近年来被广泛采用。采用箱形截面, 使桥梁的跨越能力 大大增加, 目前在 4 01 5 0 m范围内, 预应力混凝土连续箱 梁占主导地位_ l 0 。跨径的不断增大, 对施工技术水平要求 更高的同时, 对于确保工程质量也是个很大的挑战。因此 在桥梁施工过程中进行应力监控是必要的。 本文中桥梁桥位
3、区属于南亚热带季风气候 , 年平均气 温2 1 8 0 , 极端最高气温 3 8 7 , 温度对施工应力监控的 影响不容小觑。应力监测作为施工监控的主要手段, 为分 析计算提供第一手数据。对监测所得应力数据必须进行修 正, 否则不能很好的反映实际情况。 1 温度对监控应力的影响 桥梁结构因外界条件变化而引起的温度效应主要有两 大类 : 年温差效应和局部温差效应。前者是指常年缓慢变 化的年气温差, 它主要是导致桥梁各截面的均匀温升或温 降、 伸长或缩短, 当上述位移受到约束时, 结构将产生温度 次内力; 后者多由于日照辐射或骤然降温所引起, 它的传热 方式在各截面上分布是不均匀的、 非线性的,
4、由于截面非线 性温度胀缩 与平 截面 变形 间 的差异 , 导致 桥梁截 面上 产 生 自应力。连续梁在悬臂施工阶段处于“ T ” 构的静定状态, 因 此梁体内只产生 自应力。对于超静定结构 , 截面除了产生 自应力外 , 还将产生次内力 。 2工程应用 2 1 工程概况 文中涉及桥梁为在建桥梁, 该桥全长为3 5 6 m, 主桥结构 形式采用( 5 O+ 8 1+ 1 4 4+ 8 1 ) m P C连续箱梁。主梁采用单 箱单室箱形截面, 单幅桥面宽 1 6 2 5 m, 箱宽7 8 m, 两侧翼缘 板悬臂长4 2 2 5 m。按三向预应力设计 , 梁高和底板厚度均 按二次抛物线变化, 主梁
5、横坡由腹板高度调整, 底板保持水 平, 顶板横向设置 2 的横坡。设计汽车荷载为公路 一 I 级。在主墩墩顶与箱梁临时固结采用挂篮悬臂施工 , 边跨 合龙段在落地支架上浇筑, 中跨合龙段在吊架上现浇。全 o oO 00 o0 0 o 00 0o o0 oe 0o 0o o0 0 0 00 oO o 0 o0 00 oo 00 oo o 0 oO 0O 00 00 00 o O Oo oo 0 0 0o 00 0 O 00 0O 0o o0 o0 0o 0 0 o0 oo 0o 0o oO 0 止计算。本文中分析中, 通过在 i n p文件中改变关键字 C o n t r o l s 中的参数将
6、其设置为3 O , 这样的设置对一些难于 收敛的问题有一定的效果。同时有限元分析建模时对结构 进行了理想化, 而实际试验过程中有很多地方无法达到理想 状态 , 材料参数的不准确等都会对有限元模拟的结果产生一 定的影响。 5结语 ( 1 ) 当试验模型结构处 于弹性 阶段 时, A N S Y S和 A B A QU S的三维杆系模型均能较好模拟结构的层间位移与 加速度响应, 且 A N S Y S具有更好的模拟效果; ( 2 ) 本文所建立的弹塑性精细化模型能较好模拟试 验结构弹塑性阶段的加速度和层间位移反应过程, 并且能模 拟混凝土剪力墙和钢筋笼的塑性损伤发展过程。 参考文献 1 秦素娟 高
7、层 钢一混凝士混合结构 弹塑性 动力时程及能量 反 应分析 D 长沙: 中南大学, 2 0 0 8 汪大绥 , 周建龙 我 国高层建筑 钢 一混凝 土混合结 构发展 与 展望 J 建筑结构学报 , 2 0 1 0 , ( 6 ) 庄茁, 张帆, 岑松 A B A Q U S非线性有限元分析实例 M 北 京 : 科学出版社 , 2 0 0 5 张劲 , 王庆扬 , 胡守营等 AB A Q U S混凝 : L损伤塑性 模型参 数 验证 J 建筑结构, 2 0 0 8 , ( 8 ) 张小清 钢框架钢筋混凝土核心筒结构受力性 能的非线性 有限元分析 D 长沙: 湖南大学, 2 0 0 7 王金昌,
8、陈页开 A B A Q U S 在土木工程中的应用 M 杭州: 浙 江大学 出版社 , 2 0 0 6 张文远 , 费红姿 , 连尉安, 等 A B A Q U S动力 学有限元分析 指南 M 北京 : 中国图书 出版社 , 2 o o 5 收稿 日期 2 0 1 21 I一 2 l 作者简 介】 李玉龙 ( 1 9 8 8一) , 男 , 甘肃武威人 , 硕士研究 生 从事结构抗震研究 。 11 王丕祥等: 预应力混凝土箱梁温度应力分析 8 1 桥按“ 对称悬臂浇筑一边跨合龙一 中跨合龙” 的步骤进行 , 立面布置图如图 1 所示。 2 2 建立模型 选取 1 5 墩“ T ” 构, 采用桥
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