大跨度连续刚构桥施工监控及腹板裂缝成因研究

摘要

预应力混凝土连续刚构桥是大跨度梁式桥的主要桥型之一，它结合了连续梁桥与刚构桥的长处，它具有受力合理，经济节约，行车平顺等诸多优点；近年来，随着我国的交通建设事业的发展，预应力混凝土连续刚构桥在工程建设实践中的应用也越来越广泛。
　　在工程建设中，通常采用对称悬臂浇筑法施工的方法来建造大跨度预应力混凝土连续刚构桥，由于在现场施工过程中会有很多可控与不可控的因素会对桥梁高程、应力等产生影响，而这些影响往往容易导致成桥状态与设计状态之间的差别，比如高程误差，应力达不到设计状态等问题，从而影响桥梁合龙施工、实用性、安全性；所以在大跨度预应力混凝土连续刚构桥的施工过程中，需要通过建立桥梁的有限元模型，并在桥梁建设过程中现场实测线形、应力等数据，对数据进行监测并分析优化，对施工提供优化意见，尽量减小施工误差，对施工过程进行控制，从而使成桥状态尽量与设计的理想状态相符合，所以，施工监控在大跨径连续刚构桥的建造过程中就显得尤为重要。
　　预应力混凝土连续刚构桥的腹板裂缝是一个工程通病，腹板裂缝的存在会影响桥梁的外观质量，耐久性，结构使用功能。虽然这些病害在桥梁早期状态并不影响结构的整体安全，但是随着时间的推移，会引起钢筋锈蚀，会导致桥梁的承载力的逐渐下降，甚至发生严重的质量安全事故。所以在连续刚构桥的设计建造过程中，腹板裂缝问题必须引起足够的重视。
　　本文以广西柳武高速公路盘龙柳江特大型预应力混凝土连续刚构桥为工程背景，对其现场施工监控技术和施工监控过程中发现的箱梁腹板裂缝成因进行了研究。主要研究内容如下：
　　1、阅读大跨度预应力混凝土连续刚构桥施工监控和腹板裂缝问题的相关文章，总结预应力混凝土连续刚构桥施工监控和腹板裂缝的研究现状、研究方法以及发展趋势。
　　2、简单介绍有限元原理和方法，用Midas/Civil有限元软件建立桥梁的有限元模型，施工监控方案的编制，将施工监控的实测数据与理论数据进行对比，得出施工监控的结论。
　　3、用ANSYS有限元软件建立该桥10＃墩第8＃节段的有限元空间模型，以腹板钢筋配筋率、顶板纵向预应力变化、腹板纵向预应力变化、腹板竖向预应力变化、腹板纵向与竖向预应力的张拉顺序变化、腹板厚度变化作为敏感性因素，通过敏感性分析确定产生腹板裂缝的敏感性因素，并提出有针对性的改进措施和建议。
　　4、总结施工监控的结论，裂缝分析的结论与裂缝防治建议以及展望。

目录

声明

第1章 绪论

1.1大跨径预应力混凝土连续刚构桥概述

1.2大跨径预应力混凝土连续刚构桥的施工方法

1.3大跨径预应力混凝土连续刚构桥的施工监控

1.4本论文的主要研究内容

第2章 盘龙柳江特大桥有限元及施工监控分析

2.1盘龙柳江特大桥工程概况

2.2有限元计算分析概述

2.3盘龙柳江特大桥整体有限元模型的建立

2.4盘龙柳江特大桥预拱度计算结果

2.5盘龙柳江特大桥应力计算结果

2.6盘龙柳江特大桥线形测量结果与结论

2.7盘龙柳江特大桥应力测量结果与结论

2.8本章小结

第3章 盘龙柳江特大桥腹板裂缝观测及有限元计算对比分析

3.1盘龙柳江特大桥腹板裂缝观测概况与裂缝应力分析

3.2盘龙柳江特大桥腹板裂缝有限元模型的建立及计算

3.3盘龙柳江特大桥腹板裂缝对比分析结论

第4章 结论与展望

4.1盘龙柳江特大桥施工监控结论

4.2盘龙柳江特大桥桥梁腹板裂缝分析的结论和建议

4.3展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的工程项目