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1、摘要高速公路的迅速发展使得桥梁的数量大幅度增加，而高速度的行车则要求桥梁具有较好的连续性能、较少的伸缩缝构造等.在高等级公路桥梁中，多孔中等跨径的桥梁占很大的比重,桥面连续的简支梁结构体系由于存在桥面容易开裂等缺点而在与连续梁结构体系的竞争中常常处于下风。但是由于现浇连续梁的施工复杂繁琐，人们一直希望将简支梁的批量预制生产和连续梁的优越性能结合起来,用梁或板批量预制生产的方式来加快连续梁的建设速度，以省去繁琐的支模工序，由此产生了将整跨梁板预制、架设就位后在端部浇筑混凝土并张拉预应力使之连续的“先简支后连续”施工法，而形成的体系则被称为“先简支后连续结构体系”。随着先简支后连续桥梁结构应用的日
2、益增多,许多问题也随之而来，其中最突出的是接头方式的问题。连接段的接头形式是简支转连续桥梁结构的关键，它决定了桥梁结构的造价，施工的难易程度及以后的使用性能，合理的接头形式可收到明显的经济效益。本文在借鉴国内外目前的后连续工艺和体外预应力理论的基础上，提出了应用体外预应力进行后连续的新型施工工艺。并通过大型有限元软件ANSYS建立试验梁的有限元模型，对试验梁进行了全过程的非线性模拟，并进行了试验验证。对实验室T型试验梁从设计、制作到加载试验及数据结果进行了具体的论述。并综合了数值模拟结果和试验梁的数据结果进行了对比分析，对试验梁的裂缝行为、挠度变化、弯矩重分布以及连续梁的极限承载力进行了较为深
3、入的研究。关键词 先简支后连续结构体系;体外预应力；非线性;极限承载力；应力增量AbstractWith the development and construction of freeways, large amount of bridges are being built。 High-speed driving demands good continuity and less expansion joints of the bridges。 Those of multi-span， middlelength are of large percentage among advanced br
4、idges。 Simply-supported girder bridges with continuous decks are inferior to those of continuous girders because their decks crack easily. Owing to the complex construction of continuous girder bridges， which is laboursome and time-consuming， people have been thinking about an approach to combining
5、the advantages of the two so as to speed up the building and reduce the work procedures. Thus the “simplysupportedcontinuous system” is introduced。 With the popularization of such practice， many problems have been found。 The style of continuous ends is the most prominent problem. The style of contin
6、uous ends is one of the key problems of the simplysupportedcontinuous system. The Engineering Cost of Bridge Structure， The difficult degree of Construction and the performance of application is determined by its style。 For the rational joint structure can bring about tangible results。 This disserta
7、tion use the current correlative techniques and research harvest，and an application of External Prestressing for connecting the continuous ends with the simplysupported and continued structure system have been proposed。 Using the finite element analyse software ANSYS, Nonlinear Full Range Analysis i
8、s calculated and analysed。 And carried out the corresponding experiments。Tests are engageded in order to study the behavior of T beam. The crack behavior, deflection variation， moment redistribution of test beams and the ultimate loading capacity of continuous beam are investigated deeply。 Key words
9、 simply-supportedcontinuous system; externally prestressed； mechanical behaviors；the ultimate loading capacity；stress increment不要删除行尾的分节符,此行不会被打印 / 目录摘要IAbstractII第1章 绪论11。1 课题背景及研究意义11.2 国内外研究现状21.3 课题研究的主要内容及研究方法31.3。1 本文主要的研究内容31。3.2 拟采用的研究方法41。4 本章小结4第2章 连续段预应力连接新技术的探究52。1 引言52。2 先张预应力混凝土接头的探讨62
10、.2.1美国内布拉斯加州立大学研究设计的后连续新工艺62.2.2后连续连接工艺的改进112。3 体外预应力接头形式的探讨112.3.1 体外预应力概念理解112.3。2 体外预应力结构的优越性132。3。3 体外预应力技术的相关理论142.3。4 在连续段处采用体外预应力技术的工艺构思192。4 本章小结22第3章 先简支后连续结构的非线性有限元分析233.1 基于ANSYS的预应力混凝土梁的数值模拟233。1.1 钢筋混凝土模型的建模方法233.1.2 模拟钢筋混凝土的SOLID65单元243.1。3 混凝土单元理论基础253。1.4 有限元中预应力筋的模拟303。1。5 全过程非线性分析的
11、收敛控制323。2 预应力混凝土T梁的数值模拟343。3 数值分析模型结果373。3。1 各工况下梁体的挠度图383.3。2 各工况下梁体的裂缝图403.3。3 各工况下梁体控制截面处的应力图413。4 本章小节43第4章 试验及分析444.1 概述444.2 试验方案的制定444.2。1 试验梁的材料及其性能444。2。2 试验梁的设计454.2.3 试验梁的试验过程设计454.3 试验全过程记录484.4 试验结果与数值模拟比较524。4。1 试验梁挠度测试结果524。4。2 后连续段预应力效应及应力增量544。4.3 试验梁裂缝行为分析544.5 本章小结55第5章 先简支后连续新型接头
12、形式的设计研究565。1 概述565。2 先简支后连续结构的线形变化565.2.1 后连续预应力筋张拉引起梁的挠度565。2。2 体外预应力二次效应对挠度的影响575.2.3 影响挠度的其他因素585.3 体外预应力效应605.3。1 后连续段预应力束的张拉控制应力605。3。2 后连续段预应力束的预应力损失615。4 结构次内力的计算分析625.5 后连续预应力筋的长度及布置形式665。6 外荷载在连续结构体系上引起的内力重分配675.7 梁体极限承载力计算分析705.7.1 体外预应力结构极限状态的特点705.7.2 体外预应力筋极限应力的计算分析715.8 混凝土长期徐变对结构的影响75
13、5。9 本章小结77结论79参考文献80哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明84哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书84哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理84致谢85千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域，然后“更新整个目录.打印前,不要忘记把上面“Abstract这一行后加一空行第1章 绪论1.1 课题背景及研究意义本课题是在黑龙江省交通厅的重点科技项目“简支专连续桥梁结构中连续方法的研究”的基础上，将研究内容和范围进一步扩展深入而来。简支转连续桥梁结构较之于简支梁桥具有变形小、刚度大、伸缩缝少、行车平顺等特点，能适应高速公路的行车要求，而且桥墩上由两排支座减少为一
14、排，结构中的钢束数基本相当；较之于现浇连续梁具有受力明确，受混凝土收缩徐变、支座沉陷等影响较小的特点,施工简便,不需搭脚手架，施工质量容易控制，而且可以不阻断桥下交通.其主梁可以在下部结构施工的同时进行预制、成批生产，缩短施工周期，有效提高建桥速度。因此，简支转连续施工的桥梁在高速公路中等跨径的桥梁中得到了广泛的应用,其结构的合理性和施工的快速已得到工程界的认可。随着简支转连续桥梁结构应用的日益增多,许多问题也随之而来，如后期预应力效应，徐变的影响，梁的反拱，接头形式等问题，其中最突出的是接头方式的问题.连接段的接头形式是简支转连续桥梁结构的关键,它决定了桥梁结构的造价，进度，施工速度，施工的
15、难易程度及以后的使用性能,合理的接头形式可收到明显的经济效益。目前采用的最多的接头形式是普通钢筋混凝土接头和后张法预应力混凝土接头.前者造价最低，施工简单，但接头处桥面混凝土容易开裂，影响结构的使用性和耐久性。后者效果较好，接头处有预压应力，不会开裂,但该体系造价昂贵，需要专业化施工队伍进行后张法的操作，需要较宽的腹板布置张拉管道，腹板所有锚固位置都需要局部加宽（例如横梁处），并需用特殊钢板来承受集中应力。此外，由于要对管道注浆和现浇接头混凝土，其施工周期也很长，尤其对于负温季节漫长的东北地区，其施工很容易受到季节的限制.随着简支转连续桥梁结构的日益增多，由于连接段接头方式单一而引起的造价偏高，施工复杂，周期较长等问题正变得越来越突出，这些问题在一定程度上限制了该类结构的推广应用,影响了其使用性能和结构的耐久性。因此，针对以上问题展开研究，探讨更合理的接头形式,并对简支转连续桥梁的力学性能进行深入的研究,无疑对进一步改进和完善简支转连续施工的桥梁结构的设计，加快施工速度,节约工程投资具有很重要的理论意义和较大的实际价值。1.2 国内外研究现状鉴于简支转连续桥梁结构的突出特点和优势，近几年在国内外得到了迅速的发展，广泛应用在高等级公路的中
