预应力钢—混凝土组合连续梁是一种受力合理、性能优良、施工迅捷而又经济的新型组合结构。迄今为止,国内外学者对预应力钢—混凝土新型组合梁的研究还不充分,理论体系还不完善,国内现行设计规范也没有相应的条款,这大大影响了这种性能优良的结构体系的工程应用。 本文使用ANSYS程序建立三跨变截面预应力钢—混凝土组合连续梁单片梁有限元模型,通过变化预加力施加方式、预应力力筋线形及预加力大小等参数,分析、探讨了预加力对抗弯承载力、挠度变形、负弯矩区抗裂性能、应力应变分布、预应力筋应力增量、屈曲荷载及模态等方面的影响效果。同时以福州市光明港大桥为对象,建立空间有限元模型,比较分析了预加力对结构受力性能的影响,验证了考虑预加力效应的截面尺寸优化方案。 本文通过理论研究、有限元计算分析,得到以下主要结论: 1.预应力钢—混凝土组合连续梁中,引入预加力对结构能产生延迟混凝土开裂、减小变形、扩大钢梁弹性工作范围等诸多有利效应,但同时轴向力作用却增加了腹板局部失稳的可能性,影响了结构稳定极限承载力。 2.负弯矩区配置有粘结预应力筋,可显著改善该区域的混凝土板抗裂性能;沿钢梁通长布置体外索能大幅提高钢梁的弹性工作范围,为钢材用量的优化提供更大的潜力。以上两种预加力施加方式的综合应用能取得更显著的工程效果。 3.预加力技术的应用提高了预应力钢—混凝土组合连续梁桥的负弯矩区混凝土板抗裂性能、全桥刚度以及承载能力,考虑预加力对尺寸截面优化效应的方案在技术上可行,经济效益上优越,值得在实际工程中大力推广运用。