山区混凝土梁桥长期性能指标体系与实验方法探索

发布时间：2019-10-16 14:52

【摘要】：随着我国交通大发展和西部大开发战略的深入实施,公路桥梁建设进入了一个高速发展的辉煌时期。然而,桥梁服役周期长,所处环境条件复杂且承受的交通荷载不断地增长。因此,既有桥梁的长期性能的退化问题逐渐显现,居高不下的危桥数量以及繁重的桥梁维修任务越来越艰巨。而西南山区严酷恶劣的环境条件对公路桥梁的安全性、耐久性构成了严重威胁。论文依托国家自然科学基金项目、交通运输部建设科技项目,围绕山区混凝土梁桥长期性能开展了一系列理论与试验研究工作,主要的研究工作包括:①调研混凝土桥梁长期性能研究现状,包括混凝土材料、构件的耐久性以及混凝土桥梁结构长期性能,结合国内外研究情况,论述长期性能研究存在的不足。②对混凝土梁桥耐久性影响因素、病害以及成因进行分析,并阐述耐久性损伤对桥梁结构性能的影响。随后建立了混凝土材料耐久性指标体系、混凝土梁桥长期性能指标体系。其中,将结构变形、结构裂缝、结构模态、结构变位作为混凝土梁桥长期性能指标。③总结美国桥梁长期性能LTBP计划和国内桥梁长期性能的研究手段,探索基于野外长期观测的桥梁长期性能研究方法。结合山区混凝土梁桥服役环境和荷载特性,引用万安大桥引桥偏位实例进行实桥应用长期观测。通过对万安大桥病害总结与成因分析,揭示了弯桥在活载作用下受力的特殊性以及混凝土收缩徐变和温度效应的影响下,结构恒载与日益增长的汽车荷载与温度的共同作用致使梁体产生偏位。其中,温度荷载是导致引桥偏位的最关键因素。④根据建立的长期性能指标体系结合国内外规范对试验方法的规定,归纳基于室内加速试验的混凝土梁桥长期性能研究方法,主要包括:混凝土材料耐久性试验方法、混凝土构件耐久性试验方法、环境与荷载耦合作用下桥梁结构试验方法。并基于多功能环境/荷载耦合试验系统提出了光老化环境与荷载耦合作用加速试验方法,以及冻融循环与荷载耦合作用下锈蚀钢筋梁的长期性能加速试验方法。本文通过开展混凝土梁桥长期性能室内加速试验方法的探索,为西南山区混凝土桥梁长期性能演变规律与实验系统研究提供了试验参考。
【图文】：

预应力混凝土梁桥,基本图式,梁桥,简支梁桥

1.1.2 混凝土梁桥的特点钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥各种体系的基本图式如图 1-1 所示。图1-1 钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥各种体系的基本图式①按承重结构的静力体系分类1）简支梁桥：梁桥中应用最早、使用最广泛的一种桥型（图 1-1a）。其中，普通钢筋混凝土简支梁桥最常用的合理经济跨径在 20m 以下，预应力混凝土简支梁的标准跨径在 40m 以下。2）悬臂体系梁桥：简支梁梁体加长并越过支点即为悬臂梁桥。仅梁的一端悬出的称为单悬臂梁（图 1-1b），两端均悬出的称为双悬臂梁（图 1-1c）。3）连续体系梁桥：将简支梁梁体在支点上连续而成连续梁桥（图 1-1g）。T型刚构桥是一种具有悬臂受力特点的梁式桥。钢筋混凝土 T 形刚构桥（图 1-1d）是从墩上伸出较短的悬臂，跨中用简支挂梁组合而成，常用跨径在 40～50m 左右。预应力混凝土 T 型刚构分为跨中带剪刀铰和跨中设挂梁的两种基本类型（图 1-1e和 f）。其中带铰的 T 型刚构桥是超静定结构，，跨中设挂梁的是静定结构，常用跨径可在 60～200m。钢筋混凝土连续梁桥同悬臂梁桥一样，因在施工上和使用上存在同样缺点而应用甚少，而预应力混凝土的连续梁的应用却非常广泛。连续刚构桥是预应力混凝土梁式桥型之一（图 1-1h 和 i）

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重庆交通大学硕士毕业论文28图2-3 日照温差作用下弯梁桥箱梁的变形图箱梁在太阳照射下，表面温度与底面存在温度差，即温度梯度。在横桥向，产生了一定的径向位移。然而，温度下降时，曲线梁体外侧变形量得到部分恢复，但未能恢复至原始位置。在温度梯度荷载长期的作用下，梁体偏位不断增大。当结构变形受到内部约束或超静定约束时，结构将会产生较大的温度应力。6）车辆荷载：车辆行驶在曲线连续梁桥上对曲线梁体有竖向力、切向力和径向力。汽车冲击荷载增大曲线梁体的竖向挠曲和扭转，而离心力和制动力则引起曲线梁体的平面变形和支座支反力。因此，在车辆荷载的径向力和切向力长期反复作用下容易造成曲线梁体向曲线外侧及汽车切向力方向的滑移。当曲线连续梁桥有纵坡时，曲线梁体更容易产生向下滑移的现象，当滑移方向与汽车制动力方向一致时将加剧曲线梁体的横向滑移[17]。7）预应力钢束：大跨径预应力曲线梁桥
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U446

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