箱梁拓宽接缝局部受力机制及高韧性接缝混凝土研究

发布时间：2020-03-19 23:58

【摘要】：提高既有公路桥梁的通行能力,桥梁拓宽改建往往比拆除重建更具有优势。但是拓宽接缝部位受力复杂,极易发生病害,而传统的混凝土材料的抗拉性能和变形能力较差。因此,对桥梁拓宽接缝局部受力研究和对接缝材料的研究和应用考证,对于改善纵缝连接性能具有理论和实践意义。为研究接缝局部受力性能及对比研究碱式硫酸镁水泥混凝土和普通硅酸盐水泥混凝土作为接缝材料的使用性能,本文主要开展以下工作:1.利用MIDAS软件建立拓宽箱梁桥的板壳计算模型,分析湿接缝宽度、顶板厚度及腹板斜率等对拓宽箱梁桥连接板的纵向有效工作宽度的影响,并参考桥面板计算中连续单向板及铰接悬臂板的计算理论建立连接板横向计算的模型;2.对2组拓宽箱梁构件开展多种荷载工况下的静载试验,研究碱式硫酸镁水泥混凝土和普通硅酸盐水泥混凝土作为接缝材料的受力性能,同时利用ANSYS软件对拓宽箱梁节段弹性工作阶段建立有限元计算模型,与试验结果进行对比分析并修正计算模型,然后分析基础沉降对接缝横向受力的影响。本文主要结论如下:(1)当拓宽连接方式采用刚接或者铰接时,箱梁间连接板的纵向有效工作宽度可以偏安全地按照经验公式计算,其纵向有效工作宽度受顶板厚度影响最大,板的厚度每增加0.1m,有效工作宽度大概增加30%。(2)采用刚性连接方式拓宽后的接缝跨中弯矩和采用铰接方式拓宽后的悬臂根部剪力比按规范计算的值大,可以在按照连续单向板及铰接悬臂板的计算基础上乘以1.4的修正系数,其余内力计算可以偏安全地参考桥面板计算中连续单向板及铰接悬臂板的计算理论进行计算。(3)在同种工况作用下,以碱式硫酸镁水泥混凝土和以普通水泥混凝土作为材料的拓宽接缝的受力状态基本一致,接缝局部产生的横向应力比较接近。当集中荷载作用于接缝中部时,碱式硫酸镁水泥混凝土接缝的极限承载能力约为普通硅酸盐水泥混凝土接缝的1.45倍,当荷载对称作用于箱梁内侧翼缘板中部时,碱式硫酸镁水泥混凝土拓宽接缝的极限承载能力约为普通水泥混凝土接缝的1.04倍。(4)新桥基础沉降会在新旧桥内侧翼缘板和接缝局部产生较大的横向内力,靠近旧桥侧接缝及旧桥内侧翼缘板上缘受拉下缘受压,靠近新桥侧接缝及新桥内侧翼缘板上缘受压下缘受拉,且在支座附近受基础沉降的影响最大。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U441;U414

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本文编号：2590914