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钢—预应力砼混合连续梁桥钢混结合段传力特征研究

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钢—预应力砼混合连续梁桥钢混结合段传力特征研究

作者：杜阳武汉理工大学

学位级别：硕士

钢-预应力混凝土混合连续梁桥是一种受力合理、性能优良、施工迅捷而又经济的新型组合结构。它采用边跨砼箱梁,跨中钢箱梁的设计特点在国内外广泛的应用和发展,而钢-预应力砼混合连续梁桥中的钢混结合部作为其最关键的构造,它要求把钢... 详细信息

钢-预应力混凝土混合连续梁桥是一种受力合理、性能优良、施工迅捷而又经济的新型组合结构。它采用边跨砼箱梁,跨中钢箱梁的设计特点在国内外广泛的应用和发展,而钢-预应力砼混合连续梁桥中的钢混结合部作为其最关键的构造,它要求把钢梁和混凝土梁连接成共同受力的连续的结构体系,以便顺畅的传递各种载荷。目前,对于钢-预应力砼混合连续梁桥中的钢混结合部的研究还不充分,理论体系还不完善,这大大影响了这种性能优良的结构体系的工程应用。本文基于国内外最新的研究成果,借鉴国内外研究技术资料,以G318国道长桥大桥的工程背景的基础上,对钢-预应力砼混合连续箱梁桥钢混结合段进行了相关研究,其主要研究内容如下：首先总结了结构建模的空间有限元的相关理论,然后对钢与混凝土的连接现状进行了相关分析,重点对焊钉与PDL开孔板这两种最常用的剪力连接件进行了相关研究,分别介绍了国内外关于焊钉与PDL开孔板的力学性能和承载力计算公式,并简要的分析了他们各自的破坏形式。其次,以浙江省长兴县境内的G318国道上的长桥大桥工程为背景,分析了其钢混结合部分的构造情况,然后根据其实际具体构造,利用有限元分析的方法,分别对其钢混结合部分的传递弯矩,轴力,剪力等荷载的状况进行了研究,探索了其钢混结合段的相关的传力机理,分析表明此钢混结合部传力性能良好,能够平顺的传递荷载。最后,针对长桥大桥的钢混结合部的受力复杂的特点,采用空间有限元的分析方法,建立了此桥的钢混结合段的局部有限元模型,并在相关荷载工况的状况下进行分析计算。根据计算结果,分析了其应力分布情况,根据分析结果表明钢混结合部分存在少数应力超过允许值,但是高应力集中于极小的区域,而结构整体上则处于较小较平均的应力状态下,对整个桥梁以及钢混结合段的整体使用性能安全影响很小。

关键词：钢-预应力混凝土组合连续梁桥空间有限元连接件钢-混凝土接头局部分析应力分布

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三轴状态下结构时间效应计算方法

三轴状态下结构时间效应计算方法

作者：谈颋华中科技大学

学位级别：硕士

结构的内力和变形随时间变化的现象称为结构时间效应。结构的时间效应主要表现为超静定结构由于多余约束而产生的次内力。这些都与材料本身的性质有着密切的联系。一方面,混凝土的徐变收缩效应会导致结构的内力发生而引起的结构内力的... 详细信息

结构的内力和变形随时间变化的现象称为结构时间效应。结构的时间效应主要表现为超静定结构由于多余约束而产生的次内力。这些都与材料本身的性质有着密切的联系。一方面,混凝土的徐变收缩效应会导致结构的内力发生而引起的结构内力的重分布。另一方面,对钢索结构而言,由高强钢筋组成的预应力钢索承受巨大的拉力,而钢筋的应力松弛会导致内力损失。国内外学者对混凝土的徐变收缩效应进行了长期的研究,其中提出的主要徐变收缩计算模型包括有效模量法、徐变率法、流变率法和TB法。同时,钢筋应力松弛效应也有拟TB法的计算模型。TB法和平面有限元理论的结合在工程中得到了广泛的应用。但是这些时间效应计算模型都是基于单轴材料时间效应理论和试验数据的,与实际情况还有很大差异。本文以弹性迭加原理为基础,结合空间有限元理论,推导出三轴状态下的时间效应平衡方程。同时采用常应变四结点空间四面体,引出弹性刚度矩阵、徐变附加刚度矩阵和时间效应荷载分布,提出了三轴状态下的时间效应理论计算模型。最后采用MATLAB编制计算程序对两个算例进行了验证。一个是具有相同龄期的钢索混凝土复合结构算例时间效应分析;另一个是先简支后连续梁桥体系的施工和成桥过程的时间效应分析。计算结果与以前的时间效应资料较为吻和。

关键词：结构时间效应三轴应力状态混凝土徐变收缩钢筋应力松弛空间有限元

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大跨度预应力混凝土箱梁力学性能分析

大跨度预应力混凝土箱梁力学性能分析

作者：刘群阳湖北工业大学

学位级别：硕士

预应力混凝土简支箱梁因截面形式优美，静力和动力性能良好，自重轻，施工架设周期短等优点使得其被广泛应用于高速铁路桥梁中。但箱型截面受力状况复杂，表现出明显的空间力学效应，传统的箱梁计算方法大多采用平面状态分析，如果以此... 详细信息

预应力混凝土简支箱梁因截面形式优美，静力和动力性能良好，自重轻，施工架设周期短等优点使得其被广泛应用于高速铁路桥梁中。但箱型截面受力状况复杂，表现出明显的空间力学效应，传统的箱梁计算方法大多采用平面状态分析，如果以此来代替其空间力学特征会产生较大的误差。本文以某客运专线上某一特大桥32m预应力混凝土单箱单室等高度简支箱梁为研究对象，基于工程现场的施工监测数据，利用有限元分析软件MIDAS/Civil建立箱梁空间有限元分析模型，对其施工阶段和使用阶段的力学特性进行分析，以期对箱梁的设计和施工提出合理的建议。主要研究内容如下：1.总结并分析了预应力混凝土箱梁力学性能的相关理论;2.简述了预应力混凝土简支箱梁在施工过程中的监测工艺和方法，并对监测数据进行了分析、整理;3.利用有限元软件MIDAS/Civil对箱梁的受力进行模拟分析：建立了有限元基本模型，实现了在实体单元中对预应力的模拟，得出了控制截面在各个施工工况下的应力和位移情况。将施工监测数据与有限元模拟数据进行对比分析。模拟结果与施工监测结果大体上是相吻合的，应力和变形实测值均小于并接近于理论值，梁体应力和变形满足设计及规范要求;4.利用MIDAS/Civil分析了预应力混凝土箱梁的自振特性，评价了其动力性能，并通过时程分析的方法得出了弹性模量、阻尼比和列车速度对箱梁动力特性的影响。

关键词：预应力混凝土箱梁施工监测空间有限元力学性能

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大型拦河闸设计关键技术研究与应用

大型拦河闸设计关键技术研究与应用

作者：田宝国山东大学

学位级别：硕士

进入新世纪以来,国家对生态环境的保护越来越重视,河流治理和水生态景观工程快速发展,要求拦河闸工程平面布置以及选择的闸门启闭机等不但要具备水利工程的常规功能,而且必须要适应当地水生态系统、周边人文环境,以及具备通航要求等功... 详细信息

进入新世纪以来,国家对生态环境的保护越来越重视,河流治理和水生态景观工程快速发展,要求拦河闸工程平面布置以及选择的闸门启闭机等不但要具备水利工程的常规功能,而且必须要适应当地水生态系统、周边人文环境,以及具备通航要求等功能。工程往往具备以下主要特点：跨度较大、水头较低,拟建工程设计要求构思新颖独特、造型独树一帜,并力求融入周边人文景观。随着我国水利建设的全面上马,新设计的水闸应和周围的人类的生态环境相匹配,已成为中国水利工程建设的一个重要研究课题。近年来,拦河闸的跨度也越来越大,大型拦河闸的设计也不再局限于传统模式,而是不断创新。弥河寒桥拦河闸位于山东省寿光市,是根据寿光市用水规划及城市建设规划总体要求,在寒桥镇西边的弥河上兴建的拦河闸带桥工程,主要目的是抬高弥河水位,加速当地地下水补源回灌和增加弥河蓄水量,用以改善寒桥、留吕等周边十几个乡镇的交通条件和城市生态环境。该工程设计思路改变了以往传统设计方法和闸室布置方式,使闸室布置、油压启闭设备、检修桥、公路桥和桥头堡等建筑物,在满足水流条件和水工结构设计的前提下,注重了建筑空间处理和建筑造型设计。论文主要研究了以下两个问题。(1)针对该闸址位于弯道上,过闸水流紊乱,对右岸冲击较大,严重威胁着右岸边坡的稳定,为使水流平顺通过弯道,在工程中弯道采用河底超高法和复曲线相结合的工程改造措施,改变了原有水流流态,使左右两侧的水流趋向平衡,减少了右岸水流对岸坡的冲刷,使过闸水流趋向平顺。(2)大跨度平面闸门结构系统设计采用多项新技术,利用空间有限元分析计算方法,对大跨度、大宽高比平面闸门进行了整体内力及变形计算研究。

关键词：拦河闸大跨度大宽高比平面闸门空间有限元

预应力混凝土连续梁桥0～#块与合拢段应力分析

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预应力混凝土连续梁桥0～#块与合拢段应力分析

作者：刘建楼长安大学

学位级别：硕士

预应力混凝土连续梁桥以其优良的结构性能成为大跨径桥梁建设时的主要桥型之一。连续梁桥在施工和使用过程中,箱梁0块与合拢段经常出现裂缝,造成极大的安全隐患,已经引起桥梁工程界广泛的重视。本文以苏州斜港大桥施工控制项目为依... 详细信息

预应力混凝土连续梁桥以其优良的结构性能成为大跨径桥梁建设时的主要桥型之一。连续梁桥在施工和使用过程中,箱梁0块与合拢段经常出现裂缝,造成极大的安全隐患,已经引起桥梁工程界广泛的重视。本文以苏州斜港大桥施工控制项目为依托,按照施工全过程,对连续梁桥应力分布复杂的箱梁0块与合拢段进行研究,在现场进行了相关温度及应力测试。运用大型有限元分析软件Ansys,建立空间块体有限元数值计算模型,对箱梁0块与合拢段进行主要施工阶段的应力场分布仿真分析。通过模型计算和实桥测试结果的对比分析,探寻主要施工阶段箱梁0块与合拢段施工过程中应力变化规律,给出最易出现裂缝的区域,对施工过程进行评价。研究表明,0块在混凝土浇注完成,并且未施加预应力时,温度变化引起的底板的横向拉应力及横隔板主拉应力均超过了规范限值,使得这些部位容易产生裂缝;当施工到最大悬臂阶段时,顶板产生了较大的横向拉应力:全桥合拢后,0块应力状态比较安全,没有出现较大的拉应力,此时中跨合拢段顶、底板均出现了一定的拉应力。本文通过空间有限元分析,得到了0块与合拢段在主要施工阶段的空间应力分布状况,经实桥测试、分析对比,结果较为理想,可供同类桥梁设计、施工及监控参考。

关键词：预应力混凝土箱梁空间有限元应力分析施工控制箱梁0#块合拢段

The Rain on Underground Porous Media Part Ⅰ:Analysis of a Richards Model

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数学年刊：B辑英文版 2013年第2期34卷 193-212页

作者： Christine BERNARDI Adel BLOUZA Linda EL ALAOUI Laboratoire Jacques-Louis Lions CNRS & Université Pierre et Marie CurieBC 1874 Place Jussieu75252 Paris Cedex 05France Laboratoire de Mathématiques Raphaёl Salem(UMR 6085 CNRS) Université de RouenAvenue de l'UniversitéBP 1276801 Saint-tienne-du-RouvrayFrance Universit Paris 13 Sorbonne Paris CitLAGACNRS(UMR 7539)F-93430VilletaneuseFrance

The Richards equation models the water flow in a partially saturated underground porous medium under the *** it rains on the surface,boundary conditions of Signorini type must be considered on this part of the *** authors first study this problem which results into a variational inequality and then propose a discretization by an implicit Euler's scheme in time and finite elements in *** convergence of this discretization leads to the well-posedness of the problem.

关键词： Richards模型多孔介质变分不等式问题雨水边界条件空间有限元部分饱和方程模型