开裂PC等截面箱梁桥承载力评估研究

发布时间：2020-01-25 07:58

【摘要】：PC等截面箱梁桥因优点突出而在我国应用广泛，但是，在PC等截面箱梁桥的施工和使用期间，在不同部位都或多或少的出现了不同开裂程度的裂缝，这些裂缝随着使用时间的增加会影响到全桥的安全性和耐久性。我国目前对开裂PC等截面箱梁桥的研究及理论较少，如何科学有效的评估开裂后PC等截面箱梁桥的承载力显得尤为突出。本文简单阐述了裂缝的类型以及各裂缝产生的原因，对福建地区高速上的PC等截面箱梁桥进行调研，得到福建地区PC等截面箱梁桥的的典型裂缝是底板横向裂缝；紧接着，在研究学习国内现有的桥梁评估方法基础上，总结得到本文的PC等截面箱梁桥承载能力的评估方法：①裂缝统计参数（宽度、高度、条数）的建立，②考虑开裂PC箱梁的计算方法（底板横向裂缝区段采用单元退化方式处理），③单元的选择，混凝土采用Solid65单元、锚固垫板采用Solid45单元、钢筋采用Link8单元，④底板横向裂缝有限元的模拟，⑤PC等截面箱梁桥的承载力评估；然后对典型裂缝的参数（宽度、高度、条数）进行影响分析，得到参数的敏感性，进而可以知道典型裂缝的裂缝宽度对PC等截面箱梁桥承载力的影响最大；最后利用Ansys有限元模拟以及截面分析法对一座PC等截面箱梁桥实例进行承载力的评估，得到了实桥最后的承载力折减系数，让理论分析应用到工程实例当中，对今后开裂PC等截面箱梁桥的评估具有指导意义。
【图文】：

示意图,顶板,底板,示意图

2.2 裂缝类型及其产生原因2.2.1 主要受力裂缝PC 等截面箱梁中最主要最常见的受力裂缝有两种：①顶底板的正裂缝；②腹的斜裂缝，主要导致裂缝原因有：①预应力损失；②桥面超载；这些裂缝的存在影响桥梁的适用性、耐久性、安全性，对使用者的潜在危害性非常大。（1）顶底板正裂缝顶板正裂缝常出现在墩顶的负弯矩区内，底板正裂缝一般会出现在跨中的正弯矩内，具体见下图 2.1，这些裂缝一般是横桥向的，由于截面弯矩较大，致使截面受拉边缘的混凝土拉应力很大，超过了混凝土的极限拉应力值而产生的。这类裂缝最初出现梁高的边缘，然后沿着梁高的方向发展，跨中正弯矩区段正裂缝沿着底板、腹板向上展，墩顶负弯矩区段正裂缝沿着顶板、腹板向下扩展。随着荷载的逐渐增大，裂缝的度在变宽，，长度在加长，条数在增多，裂缝区域向两侧发展。

示意图,示意图,支座,裂缝

长安大学硕士学位论文。腹板斜裂缝一般集中在5L跨到4L跨之间，且距离支座4L跨附近最多，裂缝开裂宽般在 0.1 毫米至 0.5 毫米之间。对压弯构件和受压构件，一般发生在支座附近，从开始，沿着与轴线成2 0~ 45 左右的角度开裂，具体见下图 2.2。随着荷载的慢慢增缝的长度在增长，并且向受压区段发展，裂缝的条数在增加，裂缝区域向跨中的方展。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U441;U448.213

【参考文献】