宽幅预应力混凝土连续箱梁桥施工裂缝控制研究

摘要

预应力混凝土连续梁桥随着高速公路和市政工程等基础设施建设的发展而得到迅速发展和广泛应用。然而由于设计、施工等方面不合理因素的影响，部分桥梁在施工或运营阶段出现了各种形式的裂缝。尤其是在桥梁宽度增加后，施工过程中裂缝问题较为突出。为了解决依托工程施工过程中出现的裂缝问题，本文从以下方面展开研究:
　　首先根据国内相关工程实例及本文所依托工程的施工现状，对宽幅箱梁桥悬臂施工所出现的裂缝进行了深入分析。通过现场对比试验，初步确定影响裂缝产生的重要因素。
　　其次对混凝土早期力学性能进行分析，考虑混凝土弹性模量、抗拉强度随龄期的变化，分别从自重、环境温度、水化热、挂篮、预应力、箱梁截面宽度等方面进行仿真分析研究，重点分析箱梁纵、横桥向的应力分布，确定引起箱梁桥施工中裂缝出现的主要因素。
　　分析表明环境降温、挂篮沉降、水化热、横向配筋、箱梁截面宽度是箱梁施工裂缝产生的主要因素。环境降温对裂缝的影响表现在降温时箱室顶板上下表面会出现纵向裂缝;水化热对混凝土裂缝的影响表现在在升温期，顶板上表面会出现横向裂缝;在降温期，顶、底板下表面会出现纵向裂缝;而梁截面宽度降低后以上各工况下均不会出现纵向裂缝。而其中水化热对箱梁施工裂缝的影响最大。
　　最后为解决宽幅箱梁桥出现的施工裂缝，本文分别从挂篮、温度控制、施工工艺、横向配筋等方面提出相关的裂缝控制措施。为寻求经济、合理的防治措施，进行了现场对比试验，通过各方面对比确定宽幅箱梁桥施工裂缝的最终控制措施。对裂缝的处理措施进行总结，提出今后在类似桥梁的设计、施工过程中应注意的事项。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 预应力混凝土梁桥的发展概况

1．1．2 预应力混凝土结构的特点

1．1．3 预应力混凝土梁桥的裂缝分类

1．1．4 预应力混凝土箱梁桥裂缝的一般分布

1．2 大体积混凝土的特点

1．2．1 大体积混凝土的定义

1．2．2 大体积混凝土裂缝的影响因素

1．3 国内外裂缝问题研究现状

1．3．1 国内的研究现状

1．3．2 国外的研究现状

1．3．3 目前主要存在的问题

1．4 本文主要研究内容

第二章 裂缝病害及成因初步分析

2．1 工程介绍

2．1．1 桥梁上部结构

2．1．2 挂篮悬臂施工

2．2 施工中的问题

2．2．1 裂缝分布

2．2．2 裂缝成因初步分析

2．3 现场对比试验分析

2．4 本章小节

第三章 裂缝发生影响因素仿真分析

3．1 热传递分析理论

3．2 混凝土早期力学性能分析

3．2．1 弹性模量与混凝土龄期的关系

3．2．2 抗压强度与混凝土龄期的关系

3．2．3 抗拉强度与混凝土龄期的关系

3．2．4 混凝土极限拉伸强度计算

3．2．5 各龄期混凝土的收缩变形

3．2．6 各龄期混凝土收缩当量温差

3．3 水化热温度应力计算

3．4 箱梁裂缝影响因素仿真分析

3．4．1 计算模型

3．4．2 自重荷载效应分析

3．4．3 外界环境温度影响分析

3．4．4 挂篮吊点不均匀沉降影响因素分析

3．4．5 张拉纵向预应力的影响分析

3．4．6 混凝土水化热影响分析

3．4．7 梁宽影响因素分析

3．5 现场监测与仿真计算对比分析

3．6 本章小节

第四章 裂缝控制措施研究

4．1 现场施工控制措施

4．1．1 增加挂篮强度

4．1．2 温度控制措施

4．1．3 改进施工工艺

4．1．4 调整箱梁横向钢筋

4．1．5 施工现场试验措施

4．2 试验效果分析

4．2．1 节段裂缝情况

4．2．2 宽幅箱梁桥施工裂缝控制措施

4．3 类似箱梁桥施工裂缝分析控制建议

4．3．1 混凝土裂缝产生的原因分析

4．3．2 箱梁桥施工裂缝控制措施

4．4 本章小节

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果