预制混凝土T梁梁端早期竖向裂缝开裂机理研究
发布时间：2021-12-31 16:29
预制混凝土 T梁因其自身刚度大、结构简单和施工方便等优点而被广泛应用于桥梁上部结构中。然而由于在前期设计、施工与后期养护过程等方面的不合理选择,外加对环境等因素的考虑不周全,部分桥梁在施工预制阶段或运营阶段出现了形式各异的裂缝,对桥梁整体结构的安全运营以及耐久性造成了较大的影响。本文以宁夏回族自治区境内的某一预制混凝土 T梁桥为依托,对其在预制阶段所出现的梁端早期竖向裂缝为基本出发点,采用实地调研、有限元仿真模拟与现场实验相结合的方法,对裂缝产生的原因进行了合理地分析与研究,并提出了相应地预防措施。本文的具体研究内容如下:（1）通过对宁夏回族自治区某一在建的预制混凝土 T梁桥进行调研,发现在梁体的预制过程中有一部分在其梁端出现了竖向裂缝,通过查阅众多关于混凝土水化热的专业文献及书籍,从理论的角度对裂缝出现的原因进行了剖析,认为梁端处属于腹板变化段,此处的混凝土用量相较于其他部位较多且尺寸较大,由此引发的水化热问题可能是导致裂缝出现的根本原因。（2）采用Midas FEA有限元软件建立了相应的三维仿真模拟分析模型,仿真结果表明梁端确为整个结构温度最大的位置。结合理论分析与有限元仿真模拟结...
【文章来源】：宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１依托工程黄河大桥梁结构横截面布置图（单位：ｃｍ）??
依托工程（Ｋ３２＋６９７．５－Ｋ３６＋０９５．５）位于宁夏回族自治区境内，该黄河大桥单幅宽１１．７５ｍ。??设计速度８０ｋｍ／ｈ，双向四车道，荷载等级公路一级，上部结构采用标准４０ｍ跨径装配式预应??力混凝土?Ｔ梁。依托工程黄河大桥横截面布置如图２－１所示。??Ｉ?Ｓ?Ｉ??Ｐ．Ｕ?＇?ｊ??Ｉ、?！Ｓ?ｍｍｍａｓ????／??－％！?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??图２－１依托工程黄河大桥梁结构横截面布置图（单位：ｃｍ）??２．１．２预制Ｔ梁基本情况描述??依托工程中使用的是４０米预制混凝土马蹄形变截面Ｔ梁（１６０ｍｍ标准Ｔ截面＋７７０ｍｍ变??截面＋２１３０ｍｍ马蹄形Ｔ梁截面＋７７０ｍｍ截面渐变段＋１７０ｍｍ标准Ｔ截面），其结构构造示意图??如图２－２所示，梁高２５００ｍｍ，上顶板宽２３５ｍｍ，底板宽６０ｍｍ，梁端腹板宽６０ｍｍ，跨中腹??板宽２０ｍｍ，每个Ｔ梁构件设５道横隔板，浇筑Ｔ梁采用的是强度等级为Ｃ５０的混凝土，混凝??土中水泥采用强度等级为４２．５的普通硅酸盐水泥，混凝土配合比为水泥：砂：石子：水：外加??剂．？粉煤灰：矿渣粉＝１：?１．５?：?２．２５?：?０．２９?：?０．０２５?：?０．１３?：?０．０８，水泥用量为３８０ｋｇ／ｍ３，外加剂为??减水剂。混凝土?２８天实测抗压强度为６１．３Ｍｐａ，设计坍落度为１６０？２００ｍｍ，实测坍落度为??１８５ｍｍ。普通钢筋采用ＨＰＢ３００?（公称直径小于】２ｍｍ）和ＨＲＢ４００钢筋（公称直径大于等于??１２ｍｍ）
，发展；腹板右侧竖向裂缝距Ｔ梁小里程端２．７５米，裂缝上侧端部距上翼缘５厘米，裂缝最宽处??距离梁底１．７６米，右侧裂缝的尺寸为长０．５５米、宽０．１７毫米、深５．２厘米，上下贯通，也呈中??间大两端小的枣核状分布，右侧裂缝处混凝土保护层厚度上部约为４８毫米，下部为４８毫米，??标识观察右侧裂缝在后期静载试验满载状态下无发展。左右两侧裂缝处混凝土强度均大于６０??兆帕，两侧贯通。裂缝编号分别为１、１’。在后期荷载试验前进行外观全面检测时，在距端部??１４０厘米处发现两侧贯穿裂缝１条，裂缝长度约５０厘米，裂缝上侧端部距上翼缘７厘米。裂缝??编号为２、２’。右幅６３－９＃Ｔ梁的裂缝位置取芯测量图如图２－３和图２－４所示。??（２）右幅５８－ｌ＃Ｔ梁??右幅５８－ｌ＃Ｔ梁浇筑时间为２０１７年８月２９日（８月７日立秋），浇筑当天为晴天，当日气??温为１３？２６摄氏度，拆模时间为２０１７年９月１日（拆模时间２４小时），拆模后在距梁端２３３ｃｍ??处发现竖向裂缝，裂缝长６７厘米，距梁底１６３厘米，取芯芯样长４．５厘米，两侧贯通。裂缝编??号为３、３’。??２片梁竖向裂缝宽度均呈现处呈现中间大，两端小的分布。两片梁的裂缝位置如图２－３所??示（为便于观察，两片Ｔ梁裂缝绘制于一片梁上）。以往４０米Ｔ梁早期竖向裂缝普遍分布于??跨中附近，而本依托工程中的竖向裂缝分布位置发生在距梁端１？３米的位置，较为少见，也少??有文献对此类案例进行记录和研究。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]高应变强化超高性能混凝土的裂缝控制机理和研究[J]. 王俊颜,郭君渊,肖汝诚,马骉,刘国平. 土木工程学报. 2017(11)
[2]预制T梁早期裂缝的成因分析与预防措施[J]. 丁新榜,胡利平. 广东公路交通. 2017(02)
[3]预应力混凝土T梁桥腹板竖向裂缝成因分析与处治[J]. 张国辉,李大茂,谢峻,潘宝林. 公路交通科技(应用技术版). 2017(01)
[4]预应力混凝土连续T形梁腹板竖向裂缝的特征及成因分析[J]. 符德省. 公路交通科技(应用技术版). 2016(03)
[5]基于扩展有限元法的混凝土裂缝扩展过程数值模拟[J]. 胡少伟,米正祥. 水利学报. 2014(S1)
[6]吴忠市孙家滩农业开发区的SWOT分析及对策[J]. 简保权,冯潇潇,张学军,秦学敏. 贵州农业科学. 2013(10)
[7]某预应力混凝土箱梁腹板施工裂缝控制研究[J]. 曹洁,罗小勇,梁岩,万翱宙. 四川建筑. 2012(05)
[8]混凝土裂缝扩展单元能量演变分析[J]. 黄耀英,郑宏. 重庆大学学报. 2012(07)
[9]预制混凝土T梁早期裂缝原因分析[J]. 姜增国,姜川,郭玉峰,黄涛. 武汉工程大学学报. 2012(05)
[10]预应力混凝土裂缝控制措施及抗裂设计[J]. 邵长军. 低温建筑技术. 2010(10)
博士论文
[1]应力、渗流、温度及损伤耦合作用下裂隙岩体破裂机理及广义粒子动力学（GPD）模拟分析[D]. 毕靖.重庆大学 2016
硕士论文
[1]双河特大桥承台大体积混凝土水化热效应与温控措施研究[D]. 杨然.长安大学 2018
[2]悬索桥锚碇大体积混凝土水化热分析[D]. 李航.西南交通大学 2017
[3]罗布大桥墩身大体积混凝土裂缝控制技术研究[D]. 陈更.石家庄铁道大学 2017
[4]桥梁大体积混凝土水化热温度控制研究[D]. 陈宇.西南交通大学 2016
[5]基于钢板预热钢—混凝土组合剪力墙施工期的裂缝研究[D]. 叶梦.重庆大学 2016
[6]混凝土拱肋立式预制施工期温度及收缩裂缝问题研究[D]. 戴亚.东南大学 2015
[7]预应力混凝土T型梁温度分布分析[D]. 马云龙.东北林业大学 2014
[8]高速公路桥梁典型病害及建管养对策研究[D]. 刘菠.重庆交通大学 2012
[9]赣龙铁路梅江特大桥三线桥墩混凝土水化热效应研究[D]. 沈冰.中南大学 2012
[10]大跨径箱梁截面应力与腹板裂缝研究[D]. 邢礼荣.长安大学 2010
本文编号：3560593
【文章来源】：宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１依托工程黄河大桥梁结构横截面布置图（单位：ｃｍ）??
依托工程（Ｋ３２＋６９７．５－Ｋ３６＋０９５．５）位于宁夏回族自治区境内，该黄河大桥单幅宽１１．７５ｍ。??设计速度８０ｋｍ／ｈ，双向四车道，荷载等级公路一级，上部结构采用标准４０ｍ跨径装配式预应??力混凝土?Ｔ梁。依托工程黄河大桥横截面布置如图２－１所示。??Ｉ?Ｓ?Ｉ??Ｐ．Ｕ?＇?ｊ??Ｉ、?！Ｓ?ｍｍｍａｓ????／??－％！?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??图２－１依托工程黄河大桥梁结构横截面布置图（单位：ｃｍ）??２．１．２预制Ｔ梁基本情况描述??依托工程中使用的是４０米预制混凝土马蹄形变截面Ｔ梁（１６０ｍｍ标准Ｔ截面＋７７０ｍｍ变??截面＋２１３０ｍｍ马蹄形Ｔ梁截面＋７７０ｍｍ截面渐变段＋１７０ｍｍ标准Ｔ截面），其结构构造示意图??如图２－２所示，梁高２５００ｍｍ，上顶板宽２３５ｍｍ，底板宽６０ｍｍ，梁端腹板宽６０ｍｍ，跨中腹??板宽２０ｍｍ，每个Ｔ梁构件设５道横隔板，浇筑Ｔ梁采用的是强度等级为Ｃ５０的混凝土，混凝??土中水泥采用强度等级为４２．５的普通硅酸盐水泥，混凝土配合比为水泥：砂：石子：水：外加??剂．？粉煤灰：矿渣粉＝１：?１．５?：?２．２５?：?０．２９?：?０．０２５?：?０．１３?：?０．０８，水泥用量为３８０ｋｇ／ｍ３，外加剂为??减水剂。混凝土?２８天实测抗压强度为６１．３Ｍｐａ，设计坍落度为１６０？２００ｍｍ，实测坍落度为??１８５ｍｍ。普通钢筋采用ＨＰＢ３００?（公称直径小于】２ｍｍ）和ＨＲＢ４００钢筋（公称直径大于等于??１２ｍｍ）
，发展；腹板右侧竖向裂缝距Ｔ梁小里程端２．７５米，裂缝上侧端部距上翼缘５厘米，裂缝最宽处??距离梁底１．７６米，右侧裂缝的尺寸为长０．５５米、宽０．１７毫米、深５．２厘米，上下贯通，也呈中??间大两端小的枣核状分布，右侧裂缝处混凝土保护层厚度上部约为４８毫米，下部为４８毫米，??标识观察右侧裂缝在后期静载试验满载状态下无发展。左右两侧裂缝处混凝土强度均大于６０??兆帕，两侧贯通。裂缝编号分别为１、１’。在后期荷载试验前进行外观全面检测时，在距端部??１４０厘米处发现两侧贯穿裂缝１条，裂缝长度约５０厘米，裂缝上侧端部距上翼缘７厘米。裂缝??编号为２、２’。右幅６３－９＃Ｔ梁的裂缝位置取芯测量图如图２－３和图２－４所示。??（２）右幅５８－ｌ＃Ｔ梁??右幅５８－ｌ＃Ｔ梁浇筑时间为２０１７年８月２９日（８月７日立秋），浇筑当天为晴天，当日气??温为１３？２６摄氏度，拆模时间为２０１７年９月１日（拆模时间２４小时），拆模后在距梁端２３３ｃｍ??处发现竖向裂缝，裂缝长６７厘米，距梁底１６３厘米，取芯芯样长４．５厘米，两侧贯通。裂缝编??号为３、３’。??２片梁竖向裂缝宽度均呈现处呈现中间大，两端小的分布。两片梁的裂缝位置如图２－３所??示（为便于观察，两片Ｔ梁裂缝绘制于一片梁上）。以往４０米Ｔ梁早期竖向裂缝普遍分布于??跨中附近，而本依托工程中的竖向裂缝分布位置发生在距梁端１？３米的位置，较为少见，也少??有文献对此类案例进行记录和研究。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]高应变强化超高性能混凝土的裂缝控制机理和研究[J]. 王俊颜,郭君渊,肖汝诚,马骉,刘国平. 土木工程学报. 2017(11)
[2]预制T梁早期裂缝的成因分析与预防措施[J]. 丁新榜,胡利平. 广东公路交通. 2017(02)
[3]预应力混凝土T梁桥腹板竖向裂缝成因分析与处治[J]. 张国辉,李大茂,谢峻,潘宝林. 公路交通科技(应用技术版). 2017(01)
[4]预应力混凝土连续T形梁腹板竖向裂缝的特征及成因分析[J]. 符德省. 公路交通科技(应用技术版). 2016(03)
[5]基于扩展有限元法的混凝土裂缝扩展过程数值模拟[J]. 胡少伟,米正祥. 水利学报. 2014(S1)
[6]吴忠市孙家滩农业开发区的SWOT分析及对策[J]. 简保权,冯潇潇,张学军,秦学敏. 贵州农业科学. 2013(10)
[7]某预应力混凝土箱梁腹板施工裂缝控制研究[J]. 曹洁,罗小勇,梁岩,万翱宙. 四川建筑. 2012(05)
[8]混凝土裂缝扩展单元能量演变分析[J]. 黄耀英,郑宏. 重庆大学学报. 2012(07)
[9]预制混凝土T梁早期裂缝原因分析[J]. 姜增国,姜川,郭玉峰,黄涛. 武汉工程大学学报. 2012(05)
[10]预应力混凝土裂缝控制措施及抗裂设计[J]. 邵长军. 低温建筑技术. 2010(10)
博士论文
[1]应力、渗流、温度及损伤耦合作用下裂隙岩体破裂机理及广义粒子动力学（GPD）模拟分析[D]. 毕靖.重庆大学 2016
硕士论文
[1]双河特大桥承台大体积混凝土水化热效应与温控措施研究[D]. 杨然.长安大学 2018
[2]悬索桥锚碇大体积混凝土水化热分析[D]. 李航.西南交通大学 2017
[3]罗布大桥墩身大体积混凝土裂缝控制技术研究[D]. 陈更.石家庄铁道大学 2017
[4]桥梁大体积混凝土水化热温度控制研究[D]. 陈宇.西南交通大学 2016
[5]基于钢板预热钢—混凝土组合剪力墙施工期的裂缝研究[D]. 叶梦.重庆大学 2016
[6]混凝土拱肋立式预制施工期温度及收缩裂缝问题研究[D]. 戴亚.东南大学 2015
[7]预应力混凝土T型梁温度分布分析[D]. 马云龙.东北林业大学 2014
[8]高速公路桥梁典型病害及建管养对策研究[D]. 刘菠.重庆交通大学 2012
[9]赣龙铁路梅江特大桥三线桥墩混凝土水化热效应研究[D]. 沈冰.中南大学 2012
[10]大跨径箱梁截面应力与腹板裂缝研究[D]. 邢礼荣.长安大学 2010
本文编号：3560593
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