大跨预应力混凝土连续刚构桥施工期开裂控制研究

发布时间：2017-08-14 11:36

  本文关键词：大跨预应力混凝土连续刚构桥施工期开裂控制研究

  更多相关文章： 连续刚构桥 施工期 开裂控制 配合比 水化热 预应力损失

【摘要】：混凝土开裂是目前大跨预应力混凝土连续刚构桥中普遍存在的病害,裂缝的存在严重地威胁着桥梁结构的安全和耐久。实际工程调查结果表明:连续刚构桥中所出现的裂缝,绝大部分在施工过程中已经产生。然而,目前国内外学者对连续刚构桥在施工过程中如何有效进行混凝土开裂控制却研究甚少,因此有必要对此进行更加深入和系统的研究。本文依托实际工程项目,基于试验室和现场测试结果并结合有限元仿真分析,对大跨预应力混凝土连续刚构桥施工期开裂控制问题进行了研究,主要内容如下:(1)主要从原材料优选、配合比设计与优化两个方面对大跨预应力混凝土连续刚构桥箱梁高性能混凝土合理配制技术展开研究。在优选混凝土原材料的基础上,研究了胶凝材料对混凝土性能的影响规律,开展了箱梁高性能混凝土配合比试验、早期抗裂试验和早期自收缩试验。结果表明:在箱梁高性能混凝土配制过程中,应对原材料进行调研优选,严格控制原材料质量;掺入矿粉可有效降低水化热并提高混凝土早期抗裂性能;箱梁高性能混凝土矿粉掺量宜为15%~30%。(2)通过对某大跨预应力混凝土连续刚构桥零号块水化热温度场进行了连续观测,并基于观测结果和有限元数值模拟计算,总结了零号块水化过程中底板、顶板、腹板和横隔板的温度应力发展规律;讨论了分层浇筑和整体浇筑两种不同施工方案对零号块水化热温度应力分布的影响,研究了拆模时间对结构内外温度的影响。结果表明:零号块混凝土水化放热迅速,在浇筑完后30h左右即可达到峰值,峰值点温度较高;水化过程中内外温度过大会引起较大的温度应力;顶板应力因受外界环境影响较大而出现波动;与整体浇筑施工相比,采用分层浇筑施工时上下层混凝土交界面附近会产生一条拉应力带,其最大值可达1.68MPa。过早拆模会使得混凝土表面散热过快,在结构内产生过大的温度应力,根据分析结果,建议零号块箱梁拆模前养护时间不宜少于4d。(3)基于某大跨预应力混凝土连续刚构桥箱梁施工期间竖向预应力及横向预应力测试结果,对箱梁竖向预应力及横向预应力的各项损失进行了详细研究,并与采用公路桥规的计算结果进行对比。结果表明:竖向预应力筋中锚具变形和钢筋回缩引起的损失占预应力第一批损失的比重较大,达到了预应力总损失的35.3%~52.8%;按我国规范中的相关方法计算竖向预应力筋、横向预应力筋的各项损失,竖向预应力损失计算除锚固损失实测结果偏小外,其余项计算结果与相应实测值基本吻合,横向预应力各项损失计算结果与相应实测值吻合良好。
【关键词】：连续刚构桥 施工期 开裂控制 配合比 水化热 预应力损失
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445.57
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-24
• 1.1 选题背景及意义10-11
• 1.2 相关研究综述11-21
• 1.2.1 混凝土发展概况及混凝土配合比设计研究现状11-15
• 1.2.2 大体积混凝土水化热温度应力与温致裂缝控制研究现状15-18
• 1.2.3 预应力混凝土发展概况及预应力损失研究现状18-21
• 1.3 依托工程项目概况21-23
• 1.3.1 结构布置21-22
• 1.3.2 施工概述22
• 1.3.3 工程结构特点22-23
• 1.4 本文研究的主要内容23-24
• 第2章 箱梁高性能混凝土合理配制技术24-41
• 2.1 引言24
• 2.2 原材料优选24-29
• 2.2.1 水泥优选24-26
• 2.2.2 集料优选26-28
• 2.2.3 矿物外加剂优选28-29
• 2.2.4 高效减水剂优选29
• 2.3 混凝土配合比设计与优化29-40
• 2.3.1 胶凝材料组分对混凝土性能的影响29-32
• 2.3.2 混凝土配合比试验32-34
• 2.3.3 混凝土早期抗裂性能试验34-37
• 2.3.4 混凝土早期自收缩性能试验37-39
• 2.3.5 混凝土配合比优化39-40
• 2.4 本章小结40-41
• 第3章 箱梁混凝土水化热温度效应研究41-57
• 3.1 引言41
• 3.2 水化热温度场现场测试41-46
• 3.2.1 测点布置42
• 3.2.2 测试方法42-43
• 3.2.3 测试结果及分析43-46
• 3.3 水化热温度场有限元分析46-53
• 3.3.1 温度场计算原理46-49
• 3.3.2 有限元分析模型建立49-50
• 3.3.3 有限元分析结果50-53
• 3.4 合理拆模时间确定53-55
• 3.5 水化热温致裂缝控制55-56
• 3.6 本章小结56-57
• 第4章 箱梁竖向及横向预应力损失合理确定57-77
• 4.1 引言57
• 4.2 竖向预应力损失现场实测与分析57-66
• 4.2.1 试验布置57-59
• 4.2.2 测试方法59
• 4.2.3 测试结果59-62
• 4.2.4 分析与讨论62-66
• 4.3 横向预应力损失现场实测与分析66-75
• 4.3.1 试验布置67-68
• 4.3.2 测试方法68-69
• 4.3.3 测试结果69-71
• 4.3.4 分析与讨论71-75
• 4.4 有效预应力的保证75-76
• 4.5 本章小结76-77
• 结论与展望77-80
• 参考文献80-86
• 致谢86

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 龙跃海;;浅谈桥梁竖向预应力施工质量的控制[J];中国高新技术企业;2007年07期

2 梁东海;刘学伟;;竖向预应力钢筋垂直度的测试及分析方法[J];中外公路;2009年06期

3 向建彬;;防止竖向预应力管道堵塞的工艺探讨与改进[J];施工技术;2006年03期

4 陈露晔;吴文明;陈瑶;;箱梁腹板竖向预应力设置新方法研究[J];公路交通技术;2007年06期

5 刘鹏;;桥梁竖向预应力施工质量的控制措施分析[J];科技资讯;2007年35期

6 徐建军;管敏超;潘志云;;桥梁竖向预应力施工质量控制[J];中国高新技术企业;2008年05期

7 赵成镐;;预应力混凝土箱梁桥腹板竖向预应力损失研究[J];山西建筑;2008年18期

8 铁辉邦;;预应力混凝土箱梁桥竖向预应力损失的实测与分析[J];河南建材;2009年06期

9 薛飞宇;方萍;赵赛辉;;抗拔桥墩竖向预应力设计研究[J];公路交通技术;2010年02期

10 沈明燕;钟新谷;刘学伟;;混凝土箱梁腹板竖向预应力损失的模型试验研究[J];工程力学;2010年09期

中国重要会议论文全文数据库 前5条

1 汪剑;方志;;预应力混凝土箱梁桥竖向预应力损失的理论分析与试验研究[A];第十七届全国桥梁学术会议论文集（下册）[C];2006年

2 周伟;周辉;;老庄河特大桥高墩竖向预应力施工技术研究[A];老庄河现场学术交流会论文集[C];2005年

3 孟履祥;王立云;陈文建;袁洪涛;吴向晖;;竖向预应力工艺在阿尔及利亚国家抗震工程中心实验室反力墙工程中的应用[A];“发展绿色技术，建设节约结构”——第十四届全国混凝土及预应力混凝土学术会议论文集[C];2007年

4 徐栋;吴振荣;敬世红;郭晓东;;大跨预应力混凝土连续刚构体内外混合配索设计研究[A];第十七届全国桥梁学术会议论文集（上册）[C];2006年

5 叶亚平;宋桂峰;;广西河口大桥主桥设计特点[A];中国公路学会桥梁和结构工程分会2004年全国桥梁学术会议论文集[C];2004年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 赵宝俊;竖向预应力作用下箱梁腹板的受力机理研究[D];长安大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 黄伟群;竖向预应力长期损失的研究及施工与检测方法探索[D];湖南科技大学;2009年

2 刘昶;预应力混凝土箱梁桥竖向预应力损失分析与检测方法研究[D];长安大学;2013年

3 徐学斌;PC箱梁竖向预应力张拉工艺优化及锚下应力控制标准研究[D];长安大学;2016年

4 邹惠琼;大跨预应力混凝土连续刚构桥施工期开裂控制研究[D];湖南大学;2016年

5 林鸣;预应力混凝土箱梁桥竖向预应力损失的研究[D];长沙理工大学;2007年

6 李健;竖向预应力应用于梁桥抗剪的有限元研究[D];重庆交通大学;2013年

7 张凯;大跨径混凝土箱梁竖向预应力效应分析[D];长安大学;2013年

8 尹贵广;预应力混凝土箱梁桥腹板竖向预应力检测技术研究[D];湖南科技大学;2014年

9 曹敏辉;竖向预应力对混凝土箱梁抗剪性能影响的研究[D];湖南大学;2010年

10 张敬敬;竖向预应力连接的预制多孔剪力墙抗震性能研究[D];山东建筑大学;2012年

，

本文编号：672471