大跨径连续刚构桥箱梁裂缝分析及控制措施研究

摘要

大跨径预应力连续箱梁桥因其截面应力分配合理、抗扭刚度大、桥面伸缩缝少、行车舒适等优点在我国桥梁工程中得到广泛应用。但是，随其大量修建，其本身存在的薄弱环节也不断暴露出来，施工过程中腹板裂缝就是其中最常见的问题。本文针对这一问题从以下几方面展开了研究:
　　1.结合实际工程案例，利用有限元分析软件Midas对桥梁进行有限元模拟，对箱梁腹板开裂前后承载力及应力进行了分析计算，结果表明，箱梁开裂后结构承载力降低，结构变形增大，锚固区域拉应力明显增大。
　　2.通过有限元分析表明纵向预应力筋张拉时混凝土强度不足及竖向预应力筋未按设计要求张拉是导致腹板锚固区施工裂缝的主要原因。
　　3.针对大跨径预应力连续刚构桥箱梁施工裂缝的控制措施进行研究，从设计方面、施工及修补加固等方面阐述了箱梁裂缝的控制措施。另外，通过有限元计算分析，结果表明粘贴加固法对混凝土构件的加固效果是比较明显的。
　　本文研究成果对此类桥梁的锚固区施工裂缝问题在设计、施工、检测及加固等方面均有一定的参考价值。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 预应力粱桥发展概况

1．1．1 大跨度预应力混凝土箱梁桥现状

1．1．2 大跨度预应力混凝土箱粱桥的发展趋势

1．2 预应力钢筋混凝土桥施工技术

1．2．1 主要施工技术

1．2．3 悬臂旅工法

1．3 大跨径连续刚构桥裂缝概述

1．3．1 裂缝基本概念

1．3．2 箱梁裂缝研究的主要内容

1．3．3 箱梁桥裂缝分布规律

1．4 箱梁裂缝成因分析

1．4．1 腹板裂缝分析

1．4．2 顶板及底板裂缝分析

1．4．3 横隔板裂缝分析

1．5 混凝土裂缝对桥梁的危害性分析

1．5．1 对桥梁耐久性的影响

1．5．2 对桥梁承载力的影响

1．6 本文主要研究工作内容

2 预应力混凝土裂缝理论研究

2．1 混凝土箱粱桥裂缝机理研究方法

2．1．1 传统分析方法

2．1．2 断裂力学损伤力学方法

2．2 钢筋混凝土桥梁裂缝分析方法

2．2．1 平面计算模型分析方法

2．2．2 空间有限元分析方法

2．3 短期与长期荷载作用下裂缝分析理论

2．3．1 短期荷载作用下裂缝计算理论

2．3．2 长期荷载作用下裂缝计算理论

2．4 本章小结

3 连续刚构桥箱梁旅工裂缝及局部应力分析

3．1 工程介绍

3．2 施工节段腹板带裂缝承载力复核

3．2．1 未开裂状态

3．2．2 开裂状态

3．3 施工阶段腹板主拉应力分析

3．3．1 有限元分析现状

3．3．2 建模过程

3．3．3 计算分析

3．4 腹板开裂后主拉应力及变形分析

3．5 预应力张拉时间对裂缝的影响分析

3．5．1 混凝土力学性能随时间发展模型

3．5．2 Midas／civil对材料时间依存性的规定

3．5．3 混凝土力学性能的时间依存性

3．6 裂缝成因分析

3．7 本章小结

4 连续刚构桥箱梁施工裂缝控制措施研究

4．1 设计方面

4．1．1 竖向预应力筋改进设想

4．1．2 曲线预应力筋预应力损失

4．1．3 预应力筋弯折对周围局部混凝土产生的等效荷载

4．1．4 曲线预应力筋对腹板产生的应力分析

4．2 施工方面

4．3 修补加固措施

4．3．1 修补措施

4．3．2 加固措施

4．4 粘贴加固法

4．5 粘贴加固法效果分析

4．6 本章小结

5 结论与展望

5．1 主要结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间参与科研及发表论文情况

致谢