高速公路常用跨径桥梁构件预制过程全周期受力分析及裂缝防治技术研究

发布时间：2017-05-06 19:01

  本文关键词：高速公路常用跨径桥梁构件预制过程全周期受力分析及裂缝防治技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：高速公路桥梁常用跨径为10m~40m,其中跨径20m及20m以下的桥梁通常为简支的空心板桥,比如10m、13m、16m跨径的装配式空心板梁,跨径20m以上的为简支转连续的斜腹式箱梁桥或T梁桥,比如20m、30m、40m跨径的小箱梁桥。而小箱梁因其受力更合理、结构刚度大、整体性好更广泛的应用于高速公路建设中。常用跨径桥梁构件一般采用提前预制统一安装的施工方法,这种施工方法可批量生产、施工周期短、成本低。本文以临渭高速公路李家沟16×40m简支转连续梁桥在安装前的预制过程为工程背景,分析了构件在预制全周期的内力变形及裂缝防治技术研究,具体进行了以下几个方面的研究工作:本文针对40m跨径的先简支后连续桥梁的预制全周期,首先简要介绍了构件的预制过程及关键施工工艺,结合现场试验得到混凝土在浇筑完成后力学性能随龄期增长的变化规律,为后面的研究内容提供参数依据;利用Midas/Fea分析软件建立了40m小箱梁的有限元模型,以现场构件预制过程中环境和梁体内部的温度变化监测数据为依据,分析构件在早期温度作用下的应力和应变,并与实测值进行对比,通过温度作用的分析结果,确定了构件在早期温差作用下各局部处的应力和应变分布规律;利用理论知识推导构件在张拉过程中分离梁体与钢束间的相互作用效应,建立模型分析构件混凝土在不同龄期张拉时的变形和应力,同时对构件在存梁期内由于徐变导致的上拱变形进行模拟分析,比较不同龄期张拉后构件在存梁期上拱的变化;对构件在预应力孔道定位差、腹板厚度变化等状态下的开裂机理进行分析,得出构件在预制过程中裂缝产生的机理;针对前面章节的分析,总结出高速公路常用桥梁构件在预制全周期的裂缝防治措施。通过本文研究成果,得出了构件在预制全周期的受力状况,并分析了预制过程中裂缝的产生机理,总结出了在预制过程防止裂缝的措施。本文的工作和研究方法不但为构件预制过程中的关键技术提供了理论基础,也为预制过程中的裂缝提出了防治措施,为类似的预制构件提供了有益的借鉴和参考。
【关键词】：高速公路常用跨径桥梁 构件 预制周期 受力分析 裂缝防治
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445.47
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-19
• 1.1 概述10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 国内研究现状11-12
• 1.2.2 国外研究现状12-13
• 1.3 本文研究的目的和意义13-15
• 1.4 本文研究的工程背景15-17
• 1.5 本文的主要工作17-19
• 2.常用跨径桥梁构件预制过程力学性能试验研究及温度应力分析19-41
• 2.1 概述19
• 2.2 构件的预制过程及关键施工工艺19-23
• 2.2.1 构件预制过程19-20
• 2.2.2 构件预制的关键施工工艺20-23
• 2.3 构件在预制过程不同龄期力学性能试验研究23-28
• 2.3.1 试验方法23-25
• 2.3.2 试验结果及分析25-28
• 2.4 构件在预制过程温度试验研究28-32
• 2.4.1 试验概况28-29
• 2.4.2 试验的具体实施29-30
• 2.4.3 试验结果分析30-32
• 2.5 构件在预制过程中温度应力有限元分析32-40
• 2.5.1 构件在预制过程中温度应力的模拟分析32-33
• 2.5.2 构件温度应力分析模型的建立33-35
• 2.5.3 构件温度应力分析模型的模拟结果分析35-40
• 2.6 小结40-41
• 3 常用跨径桥梁构件预制过程中的受力分析41-62
• 3.1 概述41-45
• 3.1.1 预应力混凝土原理41
• 3.1.2 预应力张拉的一般规定41-45
• 3.2 构件在预应力张拉过程中的受力分析45-53
• 3.2.1 预应力张拉阶段计算45-48
• 3.2.2 变形协调条件48-51
• 3.2.3 预加荷载方法51-53
• 3.3 构件在预应力张拉过程中的数值模拟分析53-57
• 3.3.1 构件张拉模型的建立53-54
• 3.3.2 荷载、约束及分析工况的建立54
• 3.3.3 构件张拉模型的模拟结果分析54-57
• 3.4 构件在存梁期的收缩徐变分析57-61
• 3.4.1 徐变计算模型58-59
• 3.4.2 徐变有限元模型59
• 3.4.3 存梁期上拱变形分析59-61
• 3.5 小结61-62
• 4 常用跨径桥梁构件预制过程开裂机理分析62-69
• 4.1 概述62
• 4.2 构件在预应力管道存在定位偏差下的应力分析62-67
• 4.2.1 开裂荷载的计算62-63
• 4.2.2 预应力孔道偏差附加应力分析63-67
• 4.3 构件在腹板厚度变化下的应力分析67-68
• 4.4 小结68-69
• 5 常用跨径桥梁构件预制过程防裂措施研究69-74
• 5.1 概述69-70
• 5.2 常用跨径桥梁构件设计过程防裂措施70-71
• 5.2.1 设计方法70
• 5.2.2 设计防裂措施70-71
• 5.3 常用跨径桥梁构件施工及运营期防裂措施71-72
• 5.3.1 施工阶段71-72
• 5.3.2 运营阶段72
• 5.4 常用跨径桥梁构件裂缝处理方法72-73
• 5.5 小结73-74
• 6 结论74-76
• 6.1 结论74
• 6.2 建议74-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-79
• 攻读学位期间的研究成果79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 王成明;刘其伟;;预应力空心板桥底板纵向裂缝处治技术及其应用研究[J];铁道建筑;2013年06期

2 赵联桢;杨平;刘成;;混凝土早期力学性能试验研究[J];水利水运工程学报;2013年01期

3 吴清;;预制小箱梁常见裂缝分类和防治[J];城市道桥与防洪;2011年06期

4 毛杰,林大山;后张预应力小箱梁预制构件预拱度分析[J];中外公路;2003年05期

5 张建仁,王海臣,杨伟军;混凝土早期抗压强度和弹性模量的试验研究[J];中外公路;2003年03期

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本文编号：348930