高寒山区连续刚构桥建设期裂缝成因分析及改进措施

摘要

预应力混凝土连续刚构桥以其合理的受力和良好的行车舒适性在工程实际中得到了广泛的运用。连续刚构桥属于多向预应力超静定结构，施工过程对于成桥影响较大，应特别注重施工控制。然而，调研发现大量连续刚构桥在施工阶段便产生了裂缝，同时高寒山区特殊的气候环境，能够加快建设期裂缝的出现与扩展。建设期裂缝会影响桥梁修建进度，降低桥梁耐久性及承载力，甚至引发安全事故，已成为桥梁工程人员亟需解决的问题。在此背景下，本文对高寒山区连续刚构桥建设期裂缝成因进行了分析，并提出了相应的改进措施。
　　本研究主要内容包括：①针对高寒山区连续刚构桥建设期裂缝问题，经过广泛调研，对连续刚构桥建设期裂缝的类型进行了系统分析，并对裂缝机理进行了剖析，分析了引起高寒山区连续刚构桥建设期裂缝产生的相关因素。②采用Midas/Civil以及ABAQUS有限元软件对云南老团坡2号特大桥进行仿真模拟，计算结构在温度荷载、预应力损失、混凝土局部强度不足和混凝土低龄加载情况下的应力，开展连续刚构桥建设期裂缝影响因素敏感性分析。结果表明，不利因素引起桥梁应力变化导致桥梁承受的拉应力超过混凝土抗拉强度，是引起连续刚构桥建设期裂缝的根本原因;单一不利因素对桥梁受力状态影响较小，裂缝是在多因素耦合作用下产生的，温度荷载以及预应力损失对裂缝的影响较大，混凝土局部强度不足以及混凝土低龄加载对裂缝的影响较小。③针对高寒山区连续刚构桥建设期裂缝产生的相关因素，从连续刚构桥设计、施工和人因失误三个方面入手，提出了相应改进措施，促进高寒环境下的连续刚构桥建设质量的提升。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 课题来源

1．1．2 国内外连续刚构桥的发展概况

1．1．3 高寒山区环境特点及对连续刚构桥受力影响

1．2 问题的提出

1．3 研究目的及意义

1．4 国内外研究现状

1．4．1 国内研究现状

1．4．2 国外研究现状

1．4．3 国内外研究现状小结

1．5 研究内容

第二章 高寒山区连续刚构桥裂缝机理研究

2．1 连续刚构桥裂缝主要类型

2．1．1 结构性裂缝

2．1．2 非结构性裂缝

2．2 连续刚构桥裂缝主要形式

2．2．1 顶板裂缝

2．2．2 腹板裂缝

2．2．3 底板裂缝

2．2．4 横隔板裂缝

2．3 高寒山区连续刚构桥建设期裂缝影响因素

2．3．1 温度因素

2．3．2 预应力因素

2．3．3 局部构造因素

2．3．4 材料因素

2．3．5 环境因素

2．3．6 施工不当

2．3．7 其他因素

2．4 本章小结

第三章 高寒山区连续刚构桥建设期裂缝成因仿真分析

3．1 工程背景

3．1．1 工程概况

3．1．2 主桥结构尺寸及梁段划分

3．1．3 主要材料

3．1．4 裂缝统计

3．2 云南老团坡2号特大桥有限元模型建立

3．2．1 整体模型建立

3．2．2 局部模型建立

3．3 合拢温度对裂缝的影响分析

3．3．1 合拢温度分析

3．3．2 合拢温度计算

3．4 预应力损失对裂缝的影响分析

3．5 混凝土局部强度不足对裂缝的影响分析

3．6 混凝土低龄加载对裂缝的影响分析

3．6．1 混凝土力学性能随时间发展模型

3．6．2 不同加载龄期计算

3．7 仿真结果对比分析

3．8 本章小结

第四章 高寒山区连续刚构桥建设期裂缝改进措施

4．1 设计方法改进

4．1．1 结构空间受力计算改进

4．1．2 温度改进

4．1．3 箱梁截面尺寸改进

4．2 施工方法改进

4．2．1 混凝土养护改进

4．2．2 混凝土质量改进

4．2．3 预应力张拉技术改进

4．2．4 结构约束条件改进

4．3 人因失误改进

4．4 本章小结

第五章 结论及展望

5．1 结论

5．2 创新点

5．3 展望

致谢

参考文献

在学期间发表的论文和取得的学术成果