混凝土橋梁若干典型D區(qū)彈性及彈塑性設(shè)計(jì)理論與分析方法.pdf

1、當(dāng)前重大工程結(jié)構(gòu)高安全性與高耐久性的需求，對(duì)混凝土橋梁的結(jié)構(gòu)分析理論提出了新的發(fā)展要求，亟待解決因大噸位集中力作用、截面尺寸突變所引起的結(jié)構(gòu)局部區(qū)復(fù)雜應(yīng)力分析與配筋問(wèn)題，即為混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力擾動(dòng)區(qū)（D區(qū)）的精細(xì)化分析問(wèn)題。在橋梁工程實(shí)踐中，D區(qū)往往由于缺乏足夠的設(shè)計(jì)依據(jù)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性裂縫病害頻發(fā)。為此，本文針對(duì)混凝土橋梁典型D區(qū)設(shè)計(jì)方法存在的缺陷及常見(jiàn)的病害，開(kāi)展D區(qū)力流傳遞機(jī)制試驗(yàn)研究和彈塑性拉壓桿模型理論研究，致力于探索D區(qū)精細(xì)化分析的

2、新模型，為混凝土橋梁D區(qū)的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)和參數(shù)化分析方法，主要研究工作包括:
　　(1)針對(duì)混凝土橋梁箱梁頂板預(yù)應(yīng)力平彎束徑向力影響區(qū)，推導(dǎo)了徑向力作用下該區(qū)域的應(yīng)力場(chǎng)分布，并提出了箱梁頂板中心線處橫向受拉效應(yīng)的計(jì)算方法及控制措施。
　　(2)針對(duì)混凝土橋梁后張矩形錨固區(qū)，采用應(yīng)力和函數(shù)方法，推導(dǎo)了中心錨固區(qū)和多錨錨固區(qū)橫向劈裂應(yīng)力和劈裂力的計(jì)算公式，可作為錨固區(qū)抗裂配筋設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。
　　(3)針對(duì)力流擴(kuò)散模型，

3、完善了等值力流線的物理和應(yīng)力邊界條件，提出了修正壓力擴(kuò)散模型，推導(dǎo)了矩形后張端部錨固區(qū)劈裂力的統(tǒng)一簡(jiǎn)化計(jì)算方法。該方法可以全面考慮錨墊板寬度、錨固偏心距和錨固傾角的影響。并開(kāi)展矩形錨固區(qū)的光彈試驗(yàn)，驗(yàn)證了等值力流線的存在性，可視化地揭示了錨固區(qū)內(nèi)荷載的傳遞路徑。
　　(4)根據(jù)混凝土受拉易開(kāi)裂這一特性，提出了改進(jìn)的拉壓桿模型的最優(yōu)構(gòu)型準(zhǔn)則，據(jù)此建立了D區(qū)拉壓桿模型的拓?fù)浞治龇椒ǎ⑦M(jìn)一步基于最小應(yīng)變能準(zhǔn)則和最大剛度準(zhǔn)則定量地揭示拉

4、壓桿模型的最優(yōu)構(gòu)型參數(shù)。
　　(5)通過(guò)開(kāi)展混凝土橋梁三種典型D區(qū)（中心錨固區(qū)、兩錨頭錨固區(qū)和簡(jiǎn)支深梁）的試驗(yàn)，研究了力流傳遞機(jī)制隨結(jié)構(gòu)彈塑性發(fā)展的演變。
　　(6)根據(jù)拉壓桿模型和連續(xù)體的等價(jià)條件，在傳統(tǒng)拉壓桿模型中引入了余能駐值原理，提出了彈塑性拉壓桿模型的構(gòu)型準(zhǔn)則。據(jù)此建立了中心錨固區(qū)、兩錨頭錨固區(qū)和簡(jiǎn)支深梁三種典型D區(qū)受力全過(guò)程彈塑性響應(yīng)的分析方法。
　　(7)在彈塑性拉壓桿模性基礎(chǔ)上，引入粘結(jié)滑移理論，推導(dǎo)了