双层交通预应力混凝土箱梁复合受力性能试验研究

摘要

本文基于国家自然科学基金项目“面向双向交通混凝土箱梁受力机理及设计方法研究”，在进行了数值分析、横向受力性能、以及弹性范围内抗扭性能等一系列分析和试验研究的基础上，对箱梁试验构件进行了二次预应力张拉及复合受力性能破坏试验研究；重点研究了预应力张拉次序的影响、二次预应力损失规律以及复合受力状态下箱梁构件破坏试验过程，主要进行的相关工作和取得研究成果如下：
　　(1)采用对称张拉箱梁预应力筋，试验研究发现后一根预应力筋张拉对前面已张拉预应力筋的应力值影响在0.611MPa～2.857MPa范围内，仅占张拉控制应力的0.07％～0.32%，因此采用对称张拉次序对预应力损失的影响较小，基本可以忽略不计。
　　(2)进行第二次预应力张拉后，同一损失期限内监测的箱梁八根预应力筋预应力损失相对于第一次预应力张拉的预应力损失减小近2/3，一次张拉的平均预应力损失13.2%，二次预应力张拉平均预应力损失为5.15%，通过进行第二次预应力张拉可有效减小预应力损失；其中八根预应力筋预应力损失基本呈四个阶段的递减趋势，第一阶段持续约2小时，平均损失量约占总损失值的53.2%；第二阶段持续约21天，平均损失量约占总损失值的26.5%，第三阶段持续约30天，平均损失量约占总损失值14.4%，第四阶段为预应力损失损失量仅张拉控制应力0.29%，预应力筋的预应力值基本不发生变化。
　　(3)复合受力性能破坏试验主要研究了箱梁构件处于预应力轴压、横向弯曲、截面扭转状态下构件的结构反应以及破坏形态，对箱梁截面扭转角、裂缝开展、畸变、应变变化、预应力值变化等试验现象和数据进行了分析；分析表明：整个破坏试验过程大致可分为三个阶段，第一个阶段箱梁整体受力性能还处于弹性范围内，未出现裂缝；第二个阶段箱梁构件支座加劲环区域出现横向弯曲开裂，而构件跨中纯扭区域还处于抗扭的弹性阶段；第三个阶段箱梁支座处底板加劲肋钢筋屈服，构件发生局部横向极限弯曲破坏，而跨中纯扭区域出现开裂，裂缝呈现大致45o趋势；综上分析可知该破坏试验过程中构件最终发生了横向弯曲破坏，支座截面出现明显的畸变变形，加载荷载值出现掉载情况，其跨中纯扭区域出现了抗扭开裂，裂缝形态基本符合箱梁受扭特性，纵向及横向受力钢筋总体应变未达到屈服，可以判定箱梁构件跨中纯扭区段尚处于受扭极限破坏的前期?

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 研究背景及课题的提出

1.2 国内外研究综述

1.2.1 双层交通桥梁国内外研究现状

1.2.2 箱梁相关力学性能研究动态

1.3 本文研究内容及研究思路

1.3.1 主要研究内容

1.3.2 研究思路

第二章 双层交通箱梁构件及其预应力筋二次张拉

2.1 箱形梁试验构件介绍

2.2 二次预应力张拉试验

2.2.1 预应力筋张拉控制应力

2.2.2 预应力筋张拉局部承载力验算

2.2.3 预应力筋张拉工艺

2.3 预应力损失

2.3.1 对称张拉次序的影响

2.3.2 预应力损失理论计算

2.3.3 预应力损失跟踪测量

2.4 本章小结

第三章 双层交通箱梁复合受力性能破坏试验研究

3.1 试验方案

3.1.1 试验相关理论计算

3.1.2 试验设备相关布置

3.2 试验结果与试验分析

3.2.1 试验加载情况

3.2.2 箱梁横截面相对线扭转角

3.2.3 箱梁构件横截面畸变

3.2.4 箱梁裂缝开展情况

3.2.5 箱梁试验构件测点应变

3.2.6 预应力增量

3.3 本章小结

第四章 结论和展望

4.1 主要研究工作及结论

4.2 研究工作展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文与科研成果清单

致谢