预应力混凝土连续刚构桥挠曲开裂的主动控制

发布时间：2017-09-05 20:00

  本文关键词：预应力混凝土连续刚构桥挠曲开裂的主动控制

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【摘要】：预应力混凝土连续刚构桥,因其众多优点、完善的钢束张拉技术及悬臂施工工艺得到广泛地应用。但是,在连续刚构桥建成后不久,部分桥梁相继出现“跨中下挠”和“梁体开裂”现象。这些病害还随时间地推移而不断发生和发展,未有停止现象。针对上述问题,本文以多依大桥为分析基础,对施工阶段各挠曲开裂影响因素进行对比分析,以评估各因素对挠曲开裂的影响程度,为主动控制连续刚构桥挠曲开裂提供依据。一、对国内外已有连续刚构桥型和跨径布置及部分连续刚构桥典型梁病害加以分析、归纳和总结。在现有研究思路的基础上,对连续刚构桥挠曲开裂影响因素及两者间的关系进行分析。二、以多依大桥为工程实例,首先分析施工阶段钢束管道摩阻损失、混凝土加载龄期、超方、竖向接缝等问题对挠曲开裂的影响。然后着重分析“同一施工梁段”和“不同施工梁段”,钢束先后张拉顺序,因混凝土弹性压缩而导致地有效应力损失问题,对连续刚构桥跨中下挠和截面内力的影响。并得出:(1)大跨径预应力混凝土连续刚构桥,钢束布置不同于其他中小跨径箱梁桥。其钢束布置随跨度的增长而增加,长钢束管道摩阻损失已不能单一地按照规范要求进行取值。同时,长钢束管道带来的摩阻损失也越来越难以估计。为此,本文建议在连续刚构桥设计—施工阶段,适当放大钢束管道摩阻系数μ和每米局部偏差系数κ的取值。(2)挂篮悬臂施工阶段:施工阶段梁体,混凝土加载龄期、超方、竖向接缝等问题,均不同程度地对连续刚构桥跨中下挠和箱梁截面内力产生影响。其中,混凝土超方影响最大。(3)建议同一施工阶段,采用所有钢束应同时同步张拉的措施来解决由于钢束张拉不同步而引起的预应力损失。当条件不允许时,可通过先张拉腹板束后张拉顶板束的措施来减少预应力损失。对于后续施工梁段较多的阶段,如0号梁段、1号梁段,可通过适当放大张拉控制应力的措施来获得成桥后设计期待的有效预应力。三、对墩顶零号梁段进行细部分析,模拟预应力钢束损失值由0%→10%→20%的变化过程中,对墩顶位置、顶板、腹板、底板的空间受力状态进行对比分析。以评估有效应力损失与墩顶混凝土截面受力之间的关系。四、结合预应力混凝土连续刚构桥挠曲开裂之间的关系,对照其在施工阶段中的各个影响要素,有针对性地提出控制措施,为主动控制和消除跨中下挠和梁体开裂提供依据。
【关键词】：预应力混凝土连续刚构桥 跨中下挠 梁体开裂 0号块分析
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445.71;U448.23
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-22
• 1.1 国外预应力混凝土连续刚构桥的发展概况11-12
• 1.2 国内预应力混凝土连续刚构桥的发展概况12-15
• 1.3 预应力混凝土连续刚构桥病害现状调查及分析15-20
• 1.3.1 预应力混凝土连续刚构桥病害调查15-19
• 1.3.2 预应力混凝土连续刚构桥病害成因分析19-20
• 1.4 论文研究目的及内容20-22
• 1.4.1 研究目的20
• 1.4.2 研究内容20-22
• 第二章 连续刚构桥挠曲开裂影响因素分析22-36
• 2.1 连续刚构桥挠曲开裂病害的影响因素22-32
• 2.1.1 跨中下挠和梁体开裂的相互关系24-25
• 2.1.2 有效应力损失与挠曲开裂病害之间地关系25-29
• 2.1.3 施工质量因素与挠曲开裂病害之间地关系29-32
• 2.2 结构刚度、梁体下挠和箱梁裂缝三者间的关系32-34
• 2.2.1 裂缝、主跨下挠产生机理32-33
• 2.2.2 结构刚度与变形之间的关系33-34
• 2.3 本章小结34-36
• 第三章 连续刚构桥工程实例分析36-74
• 3.1 桥梁工程概况36-38
• 3.1.1 上部结构设计36-37
• 3.1.2 下部结构设计37-38
• 3.2 技术标准38
• 3.3 桥梁参数设定38-39
• 3.3.1 计算假定38
• 3.3.2 几何参数38
• 3.3.3 材料参数38-39
• 3.4 结构计算39-40
• 3.4.1 主要结构计算参数39-40
• 3.4.2 施工阶段划分40
• 3.4.3 边界条件处理40
• 3.5 模型分析40-45
• 3.5.1 主要施工阶段及体系转换41-42
• 3.5.2 多依大桥控制截面划分42
• 3.5.3 模型结果分析42-45
• 3.6 预应力长钢束摩阻损失分析45-48
• 3.7 混凝土加载龄期分析48-49
• 3.8 混凝土超方问题分析49-52
• 3.9 有效应力损失分析52-71
• 3.9.1 全桥顶板、腹板及底板有效应力损失研究52-60
• 3.9.2 钢束张拉锚固顺序造成的有效应力损失分析60-65
• 3.9.3 悬臂施工阶段钢束先后张拉顺序与应力损失的关系65-71
• 3.10 施工阶段竖向接缝问题71-73
• 3.11 本章小结73-74
• 第四章 多依大桥零号梁段空间受力分析74-87
• 4.1 零号梁段分析思路74-80
• 4.1.1 零号梁段分析模型74-76
• 4.1.2 多依大桥零号梁段结果分析76-80
• 4.2 零号梁段受力与应力损失之间的关系80-83
• 4.2.1 有效应力损失 10%时零号梁段受力分析81-82
• 4.2.2 有效应力损失 20%时零号梁段受力分析82-83
• 4.3 零号梁段空间受力结果分析83-84
• 4.4 梁体裂缝分析84-86
• 4.4.1 梁体纵向裂缝84-85
• 4.4.2 梁体横向裂缝85
• 4.4.3 墩台位置处的斜裂缝85-86
• 4.5 本章小结86-87
• 第五章 连续刚构桥挠曲开裂病害的主动控制措施87-89
• 5.1 挠曲开裂病害之间的关系87
• 5.2 挠曲开裂病害的主动防治措施87-88
• 5.2.1 有效应力损失与挠曲开裂的关系87-88
• 5.2.2 施工质量因素88
• 5.3 本章小结88-89
• 第六章 结论与展望89-91
• 6.1 论文结论89-90
• 6.2 论文展望90-91
• 致谢91-92
• 参考文献92-96
• 攻读学位期间取得的研究成果96

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