既有现浇混凝土空心板桥纵向裂缝分析与处理

摘要

现浇空心板梁桥由于受力明确，构造简单，施工方便，建筑高度低以及易满足斜、弯、S形、喇叭形等特殊结构要求而被广泛应用。近年来，随着交通运输量不断增大，许多桥梁超负荷使用，出现了许多病害和缺陷，其中对于整体式现浇空心板梁桥最为突出的病害是板底出现纵向开裂现象，这些纵向裂缝大部分贯通整个桥跨。
　　为了探讨现浇空心板梁桥板底纵向开裂的机理，本文以东莞市地方公路X232线某现浇钢筋混凝土空心板梁桥为依托，对板底纵向开裂的影响因素进行了研究。本文主要完成的工作如下:
　　(1)探讨了混凝土材料的相关性能、裂缝基本理论，以及钢筋混凝土结构的裂缝分析模型。
　　(2)通过ANSYS有限元分析软件对现浇空心板梁桥进行三维空间模拟分析，获得了其应力、挠度分布特点。并结合该桥的检测和试验结果，探讨了该空心板梁桥产生纵向裂缝的原因。结果表明:底板较薄、板高较小、宽跨比较大的现浇空心板梁桥极易出现纵向开裂;随着底板厚度、板高度的增大，跨中最大挠度和横向最大拉应力减小;随着板宽跨比的增大，跨中最大挠度和底板纵向最大拉应力减小，底板横向最大拉应力增大。
　　(3)该现浇空心板梁桥宽跨比较大横向受力特征明显，且经过现场鉴定性荷载试验可知，结构强度和刚度均不能满足规范要求。最后，提出了采用粘贴钢板的方法对截面进行补强和防治措施。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 空心板梁桥的发展过程

1．1．1 空心板桥设计发展过程

1．1．2 空心板桥施工发展过程

1．2 国内外空心板梁桥的应用现状

1．3 现浇混凝土空心板梁桥的病害及原因

1．4 本文研究背景与意义

1．5 依托工程及主要病害

1．6 本文研究的主要思路及内容

第二章 混凝土裂缝分析理论

2．1 混凝土材料相关性能

2．1．1 混凝土组成

2．1．2 混凝土的收缩

2．1．3 混凝土徐变

2．1．5 混凝土的抗拉强度和极限拉应变

2．2 裂缝的基本理论

2．2．1 变形裂缝理论

2．2．2 微观裂缝理论

2．2．3 荷载裂缝理论

2．2．4 裂缝控制标准

2．3 混凝土裂缝模型

2．3．1 分离(离散)裂缝模型

2．3．2 分布(弥散)裂缝模型

2．3．3 断裂力学模型

2．3．4 开裂准则

第三章 有限元数值分析与现场结构试验

3．1 现浇空心板梁桥有限元数值分析

3．1．1 Ansys有限元模型的建立

3．1．2 有限元程序的分析与求解

3．2 荷载试验

3．2．1 跨中最大正弯矩和挠度工况

3．2．2 跨中横向弯矩工况

3．3 本章小结

第四章 现浇空心板板底纵向开裂影响因素分析

4．1 现浇空心板底板厚度的影响

4．2 现浇空心板高度的影响

4．3 现浇空心板宽跨比的影响

4．4 本章小结

第五章 现浇空心板梁桥纵向裂缝及其它病害处理

5．1 裂缝处理原则和手段

5．2 纵向裂缝处理

5．2．1 灌浆、嵌缝封堵法

5．2．2 粘贴钢板加固法

5．3 其它病害相关处理技术

5．3．1 桥头跳车病害处理

5．3．2 伸缩装置病害处理

5．3．3 桥面铺装病害处理

5．3．4 支座病害处理

5．4 本章小结

结论

展望

参考文献

致谢

附录