1、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁開(kāi)裂后的結(jié)構(gòu)行為的研究具有很大的理論和實(shí)用價(jià)值。但是預(yù)應(yīng)力混凝土開(kāi)裂后的結(jié)構(gòu)行為呈現(xiàn)出較強(qiáng)的非線性效應(yīng)，其影響因素主要有：混凝土的開(kāi)裂，混凝土的拉伸剛化效應(yīng)，混凝土的咬合作用，鋼筋的屈服，鋼筋的銷栓作用等。鑒于上述各種復(fù)雜因素，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)箱梁非線性分析的研究主要內(nèi)容是適合箱梁非線性分析的方法，而且大部分是基于鋼筋混凝土梁，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的研究相對(duì)較少。目前大量預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁出現(xiàn)裂縫，故而有必要深入研究預(yù)應(yīng)力混

2、凝土箱梁的結(jié)構(gòu)計(jì)算理論、精確分析箱梁的非線性結(jié)構(gòu)行為，以此來(lái)更有效地評(píng)估現(xiàn)有箱梁開(kāi)裂后的力學(xué)性能。 為了能夠準(zhǔn)確評(píng)估箱梁開(kāi)裂后的結(jié)構(gòu)行為，本文以預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁為對(duì)象進(jìn)行研究?；诜蔷€性有限元理論和實(shí)橋破壞性試驗(yàn)對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁開(kāi)裂后在豎向荷載作用下的非線性結(jié)構(gòu)行為開(kāi)展了深入的研究，全文主要包括以下內(nèi)容。 1進(jìn)擇實(shí)體退化殼單元用于分析箱梁，該單元能反映結(jié)構(gòu)形狀和受力特性，又能簡(jiǎn)化單元?jiǎng)澐趾蜏p少計(jì)算量。通過(guò)分層方法有

3、效地考慮配筋混凝土殼的材料非線性問(wèn)題。選擇合理的混凝土和預(yù)應(yīng)力鋼筋的本構(gòu)關(guān)系，介紹了非線性方程組的求解方法，改進(jìn)了波前法使之能處理變自由度多種單元的問(wèn)題，闡述了采用的彈塑性單元應(yīng)力更新算法。 2)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁中存在大量的曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋，為了能夠準(zhǔn)確且有效的模擬預(yù)應(yīng)力鋼筋的力學(xué)性能，提出了一種可以方便模擬直線鋼筋和曲線配筋的組合單元，該單元能適應(yīng)鋼筋在混凝土中的各種布置方式，對(duì)鋼筋混凝土的力學(xué)行為具有較強(qiáng)的描述能力。該單元通過(guò)

4、鋼筋單元和混凝土單元之間的位移場(chǎng)關(guān)系形成鋼筋對(duì)混凝土單元的貢獻(xiàn)，將預(yù)應(yīng)力鋼筋對(duì)結(jié)構(gòu)的作用直接反映在單元模型內(nèi)部，從而大大減小了單元數(shù)量。 3)采用分離式的裂縫模式處理混凝土箱梁中初始裂縫。通過(guò)選取合適的裂面本構(gòu)關(guān)系及合適的單元模型，將裂面上的混凝土、縱向鋼筋、箍筋及彎起鋼筋分別考慮，該模型能考慮混凝土的拉伸剛化效應(yīng)、混凝土咬合作用、鋼筋的拉伸及銷栓作用。 4)基于上述理論，以Visual C++和Visual Fortr

5、an為平臺(tái)，采用OpenGL圖形開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)了具有實(shí)用性的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁非線性分析軟件NAC，為實(shí)現(xiàn)箱梁開(kāi)裂后的結(jié)構(gòu)行為的定量分析奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。NAC程序能夠給出結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形發(fā)展；能夠描述裂縫的形成和開(kāi)展，以及結(jié)構(gòu)的破壞過(guò)程及其形態(tài)；能夠?qū)Y(jié)構(gòu)極限承載能力作出評(píng)估；能夠揭示出結(jié)構(gòu)的薄弱部位。同時(shí)它能廣泛地適用于各種結(jié)構(gòu)類型和不同受力條件和環(huán)境。本文同時(shí)通過(guò)3個(gè)算例研究了分析方法及程序的適用性和可靠性。 5)以一座三跨預(yù)應(yīng)

6、力混凝土連續(xù)箱梁為研究對(duì)象，結(jié)合實(shí)橋破壞性試驗(yàn)的測(cè)試數(shù)據(jù)，分析了箱梁開(kāi)裂后的剛度退化及混凝土和預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力重分布規(guī)律。根據(jù)腹板裂縫區(qū)域評(píng)定出箱梁開(kāi)裂區(qū)的安全等級(jí)，采用本文推薦的不同位置裂縫的安全等級(jí)評(píng)定參考值就可以模擬出實(shí)際梁體的剛度退化。采用本文的評(píng)定值對(duì)一座預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁進(jìn)行了評(píng)估計(jì)算。本文提出“局部應(yīng)力重分布系數(shù)”參數(shù)來(lái)描述應(yīng)力重分布現(xiàn)象。計(jì)算結(jié)果表明支座反力在箱梁開(kāi)裂后調(diào)整較大。研究了初始裂縫對(duì)箱梁結(jié)構(gòu)行為的影響，并探