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

1、當前重大工程結(jié)構(gòu)高安全性與高耐久性的需求，對混凝土橋梁的結(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)復雜應力分析與配筋問題，即為混凝土結(jié)構(gòu)應力擾動區(qū)（D區(qū)）的精細化分析問題。在橋梁工程實踐中，D區(qū)往往由于缺乏足夠的設(shè)計依據(jù)而導致結(jié)構(gòu)性裂縫病害頻發(fā)。為此，本文針對混凝土橋梁典型D區(qū)設(shè)計方法存在的缺陷及常見的病害，開展D區(qū)力流傳遞機制試驗研究和彈塑性拉壓桿模型理論研究，致力于探索D區(qū)精細化分析的

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

3、完善了等值力流線的物理和應力邊界條件，提出了修正壓力擴散模型，推導了矩形后張端部錨固區(qū)劈裂力的統(tǒng)一簡化計算方法。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。并開展矩形錨固區(qū)的光彈試驗，驗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)混凝土受拉易開裂這一特性，提出了改進的拉壓桿模型的最優(yōu)構(gòu)型準則，據(jù)此建立了D區(qū)拉壓桿模型的拓撲分析方法，并進一步基于最小應變能準則和最大剛度準則定量地揭示拉

4、壓桿模型的最優(yōu)構(gòu)型參數(shù)。
　　(5)通過開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)和簡支深梁）的試驗，研究了力流傳遞機制隨結(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)型準則。據(jù)此建立了中心錨固區(qū)、兩錨頭錨固區(qū)和簡支深梁三種典型D區(qū)受力全過程彈塑性響應的分析方法。
　　(7)在彈塑性拉壓桿模性基礎(chǔ)上，引入粘結(jié)滑移理論，推導了