连续刚构箱梁悬臂浇筑施工期混凝土应力分析

摘要

现阶段我国的混凝土桥梁施工由于造价原因，大多采用现场浇筑混凝土的方法，由于要保证现场浇筑混凝土的工作性，以及新拌混凝土在运输、泵送过程中保持良好状态，这促使现代混凝土的组成发生了较大改变，导致现代混凝土的性能特别是早期性能较普通混凝土有了明显变化。其中混凝土早期收缩变化较大，这直接导致了导致桥梁在施工期产生裂缝的概率增大。而对于悬臂浇筑混凝土箱梁来讲，还有其施工的特殊性。在施工过程中混凝土箱梁的早期养护主要集中在箱梁顶板顶面以及箱内人员可以到达的区域，而相对受环境影响较大的箱梁腹板外表面及底板底面，由于缺少施工通道则很少养护甚至不养护，这就使得箱梁外侧极易产生收缩裂缝。
　　在重庆市赶水大桥的施工中已有采用“钢模板底板内附模贴+人工养护+喷水雾养护”的复合养护方法，该桥在后期桥梁检查中发现箱梁底板底面、腹板裂缝情况优于未采用该方法的同类型桥梁。但是该种方法缺少进一步的理论论证，所以对连续刚构桥悬臂浇筑施工期进行应力分析，确定该复合养护方法的合理性，从而形成一套完整的养护工法，以便推广使用。本文通过收集已有的文献资料，分析现代混凝土的早期收缩对混凝土开裂的影响，然后分析了模板粘贴模贴对混凝土相对湿度分布的影响并提出了钢模板底板粘贴模贴养护的混凝土湿度场有限元模拟计算方法;将该方法应用于龙驹特大桥施工过程跨中合拢区段的湿度场分布及应力状态模拟计算，从理论上论证采用复合养护方法的合理性。具体完成了以下工作:
　　①有限元软件并没有直接求解湿度场的功能，但是参考温度场与湿度场的相似性，并且结合温度场求解和热应力求解的方法，有限元软件可以模拟出混凝土湿度场变化以及内部应力变化。
　　②试验研究混凝土试块在采用模贴养护和未采用模贴养护两种条件下对混凝土早期收缩和相对湿度分布规律。
　　③利用有限元软件模拟分析试验试块的湿度场分布情况，并与试验值相对比，验证对混凝土湿度场模拟的准确性以及对模贴模拟方法的合理性。
　　④依托万利高速公路龙驹特大桥工程，对比分析相邻节段在自然养护及复合养护条件下施工期湿度场和应力状态，进一步论证复合养护方法的合理性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 连续刚构桥梁裂缝问题

1．1．2 现代混凝土组成和性能发展

1．1．3 混凝土早期收缩

1．1．4 混凝土模贴

1．2 研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 研究内容

第二章 混凝土早期收缩和湿度场分析基本理论

2．1 混凝土早期收缩对开裂的影响

2．1．1 塑性收缩

2．1．2 干燥收缩

2．1．3 自收缩

2．2 湿度对现浇混凝土结构的影响及湿度应力的模拟

2．2．1 湿度对现浇混凝土结构的影响

2．2．2 现浇混凝土湿度应力的数值模拟

2．3 本章小结

第三章 模贴养护对混凝土性能的影响研究及模拟分析

3．1 模贴及其作用原理

3．2 模贴养护对混凝土收缩性能的影响

3．3 模贴养护对混凝土内部相对湿度的影响

3．3．1 混凝土内部相对湿度测试方法

3．3．2 模贴养护对混凝土内部相对湿度的影响

3．4 模贴养护对混凝土试件内部相对湿度影响的模拟分析

3．4．1 未采用模贴养护试件相对湿度模拟分析

3．4．2 采用模贴养护试件相对湿度模拟分析

3．5 本章小结

第四章 龙驹特大桥箱梁悬臂浇筑施工期应力分析

4．1 复合养护方法

4．1．1 复合养护方法

4．1．2 养护工艺

4．2 依托工程概况

4．2．1 工程概况

4．2．2 技术指标

4．2．3 箱梁概况

4．2．4 混凝上两己合比发计

4．3 建模分析

4．3．1 分析思路

4．3．2 有限元分析模型简化

4．3．3 建立模型并划分单元

4．3．4 分析工况

4．3．5 边界条件

4．3．6 建模分析

4．4 分析结果

4．4．1 自然养护组结果分析

4．4．2 复合养护组结果分析

4．4．3 不同养护组结果对比分析

4．4．4 不同养护方式下交界面应力对比

4．5 本章小结

5．1 总结

5．2 展望

致谢

参考文献

附录

在学期间发表的论著及取得的学术成果