预应力混凝土连续箱梁桥裂缝分析、防治及钢箱—混凝土组合梁研究

摘要

混凝土薄壁箱梁由于具有良好的抗弯、抗扭能力,适用多种施工方法,被广泛用于铁路、公路城市桥梁.特别是预应力连续混凝土箱梁结构体系则具有结构刚度大,行车平顺,伸缩缝少,适用于多种跨度.调查表明中国上个世纪80年代以来修建的混凝土箱梁桥普遍出现开裂.现行设计方法不能完全保证结构的安全性.现行的混凝土箱梁桥设计方法(按公路桥梁设计规范中的有关条款)基本考虑了弯曲,扭转,剪力滞后(有效翼缘宽度)及横向弯曲应力(桥面板计算),最明显的不足是采用平面分析和一般的空间梁单元分析基本无法考虑翘曲,横向弯曲,畸变引起的二次应力.在对二次应力分布特征不清楚的情况下进行配筋设计很有可能导致混凝土箱梁桥开裂.预应力混凝土连续箱梁桥裂缝产生的原因是多方面,涉及设计计算、设计的构造配筋、施工工艺、气候条件、日常养护等各个方面,用一个综合考虑各种因素的统一模型分析预应力混凝土连续箱梁裂缝产生的成因及各种因素的影响程度是极其困难的,也是不必要和不可能的.通过对多座预应力混凝土箱梁裂缝形式和状态的调查,其裂缝的形式和发生的位置均具有一定的规律性（在研究报告中分为9类），同时对各类裂缝产生的原因进行了分析.在出站报告中提出了一种具有钢箱梁特征、又能充分发挥混凝土特性且不会开裂、钢板受压部分不会出现局部失稳的新型组合截面梁:钢箱—混凝土组合截面梁.该组合截面梁与叠合梁截面及型钢—混凝土组合梁相比,它同样具有自重轻、承载力高、建筑高度小等优点;而钢管与混凝土之间具有更好的粘结效能,而且不存在纵向开裂问题;其横向稳定性和抗扭性能明显优于前者;处于三向受压的混凝土能更好的发挥抗压性能;截面被中间的钢板分为上下两部分,可根据需要选择充填混凝土位置,较好适应于连续结构中.与钢管混凝土相比,可以通过合理设计使混凝土处于受压区,没有受拉区混凝土,自重减轻;在施工上,它同样可以利用钢箱做模板,利用混凝土泵送技术浇注混凝土,达到较快的施工进度.与钢箱梁相比,由于在受压区充填了混凝土,能够提高其钢板的局部稳定性,同时利用钢箱的套箍效应,使混凝土处于三向受压状态提高承载力,在下缘能充分发挥钢材抗拉强度高的特点.提出这种新型截面梁正截面强度计算公式,并完成了三片梁的试验.计算与分析结果表明这种新型截面梁,通过一定的理论与试验研究,完全可能用于实际结构.

目录

文摘

英文文摘

第一篇预应力混凝土连续箱梁桥裂缝防治与研究

1、混凝土箱梁桥的研究概况

4.1黄盆溪大桥的基本概况

4.2黄盆溪大桥分析

4.3计算结分析

5.1龙溪港大桥的基本概况

5.2龙溪港大桥分析

5.3计算结果分析

6、预应力混凝土连续箱梁竖向预应力的弹性压缩损失分析

7、杭宁高速公路黄盆溪、龙溪港大桥开裂原因分析与防治方法

第二篇钢箱—混凝土组合梁初步研究

1、前言

2、正截面极限承载力计算

3、跨中的荷载—位移曲线理论分析

4、试验模型及试验方案

5、理论计算与试验结果分析

6、结论

7、钢箱—混凝土组合梁与砼梁的初步比较

在完成博士后研究工作期间科研、论文情况

致 谢