大跨度连续刚构桥跨中下挠及裂缝控制研究

发布时间：2020-07-27 21:13

【摘要】：许多大跨度连续刚构桥由于各种原因出现了不同程度的下挠和梁体开裂问题,过大的挠度和裂缝影响了桥梁的耐久性和安全性。国内外学者对刚构桥的下挠和开裂病害做了许多研究,但是,仍没有从桥梁设计和施工控制这一源头提出防止下挠和梁体开裂的控制方案。本文通过理论研究与有限元分析相结合的方法,探究影响刚构桥下挠和梁体开裂的因素。主要内容有:(1)探究混凝土收缩徐变对刚构桥挠度的影响;使用Midas Civil和Midas Fea建立(127+240+127)m三跨预应力混凝土连续刚构桥有限元模型,比较实体单元和梁单元在考虑混凝土收缩徐变时计算结果的异同;通过在双支薄壁墩之间设置支座,比较连续梁桥和连续刚构桥在收缩徐变作用下结构的受力和挠度差异。(2)以(127+240+127)m连续刚构桥为例,使用有限元软件Midas Civil建立全桥模型,研究各部分预应力损失在桥梁建设和后期运营过程中随时间的变化趋势;并对张拉控制应力进行折减,探究各部分预应力损失对桥梁挠度的影响;以(45+80+45)m连续刚构桥为依托工程,探究“恒载零弯矩法”配束的可行性,并按“大悬臂配大束,小悬臂配小束”的配束原则,对(72+128+72)m连续刚构桥顶板束优化配束,结果表明,此配束思路可有效控制桥梁挠度。(3)研究了混凝土超方、合拢段钢束张拉顺序和边跨配重这些施工因素对(127+240+127)m连续刚构桥挠度的影响。结果表明混凝土超方会增大全桥挠度;合拢段钢束的张拉顺序对挠度基本没有影响;跨中挠度会随边跨配重的施加而减小,边跨挠度随之增大。(4)通过改变腹板厚度和梁体高度探究梁体刚度对(127+240+127)m连续刚构桥挠度和受力的影响。在预应力不变的情况下,桥梁挠度随腹板厚度的增加而增大,随梁体根部截面高度的增加而减小,随跨中截面高度的增加而增大。(5)以(127+240+127)m连续刚构桥为依托工程,研究混凝土超方和预应力损失对全桥主拉应力的影响。通过Midas Civil和Midas Fea建立全桥模型,对比成桥十年零号块应力,结果可知,Midas Fea计算结果更加具体、直观,并且Midas Fea计算结果大于Midas Civil计算结果。
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U448.23
【图文】：

cm；顶板横向宽度 11.75 m，底板宽 6.5 m，翼缘悬臂端长度为 2.625 m。全为 31 个梁段，其中前 29 个梁段为悬臂施工，30 号梁段为合拢段，31 号为现浇段。桥墩采用双支薄壁墩，桥墩截面为空心矩形截面。.2 模型建立在 JTGD62 模型中，考虑了混凝土加载龄期对徐变系数的影响，为研究此对刚构桥挠度的影响。本节使用 Midas Civil 建立全桥模型，并按图纸施工，在模型中考虑施工阶段。混凝土初次加载龄期分别为 3d、5d、7d、10d。模型如图 2-1 所示：

图 2-4 Midas Fea 计算模型2.6.2 实体单元与梁单元模型计算结果比较2.6.2.1 应力比较中跨零号块根部和跨中合拢段应力计算结果如图 2-5~图 2-8 所示：0 1 3 5 8 10-11.0-10.5-10.0-9.5凝混应土力M/Pa成桥时间/aMIDAS/FEA计算结果MIDAS/CIVIL计算结果0 1 3 5 8 10-10.6-10.4-10.2-10.0-9.8凝混应土力M/Pa成桥时间/aMIDAS/FEA计算结果MIDAS/CIVIL计算结果图 2-5 中跨根部截面上缘应力比较 图 2-6 中跨根部截面下缘应力比较

图 3-11 弯矩平衡示意图大悬臂状态，某节点i处恒载弯矩diM 与预应力弯矩piM 想抵=0iM ， =0pidiM M载弯矩diM 为本节段恒载在 i 节点的弯矩diiM 与第 j 节段恒用dijM 之和，其中 j 节点的范围为 (i + 1) ~n，n 为最大节段数 +=+nididiidijMMM1，预应力弯矩piM 为本节段预应力在 i 节点的弯矩piiM 与第 的弯矩作用pijM 之和，其中 j 节点的范围为 (i + 1) ~n， n 为pi ： +=+nipipiipijMMM1中，当跨径、梁高和阶段划分等结构参数确定后，恒载的总

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本文编号：2772393