简支转连续混凝土箱梁的收缩徐变效应研究

论文摘要

简支转连续梁桥从早些年代的20～30米,发展到50～70米,目前在向更大跨径方向发展。最早出现在水利结构上的大体积混凝土已在土木工程领域得到广泛应用,在桥梁建设中出现的频率也日益增多。混凝土存在收缩徐变的问题,因此正确估计收缩徐变对桥梁结构的影响对工程设计、施工、监控有着积极重要作用。本论文以杭州湾跨海大桥引桥70米跨和象山港公路大桥60米跨为研究背景对低强早期张拉的必要性和时间、二次张拉对收缩徐变的影响、收缩徐变作用下简支转连续梁桥在简支状态下、体系转换后连续状态下混凝土梁桥的内力和线形变化,以及收缩徐变对湿接头的开裂影响进行了分析研究。本文通过现场实验和迈达斯软件研究了混凝土箱梁浇筑后从初凝到终凝的混凝土内温度和应力变化,发现在这过程中结构内出现的拉应力超过混凝土的抗拉强度,证明了早期张拉的必要性。本论文根据应力、弹性模量和强度发展变化建议了早期张拉时间和张拉力的大小。此外,通过有限元对桥梁结构不同状态下的内力和变形变化进行了研究,研究结果表明二次张拉不影响桥梁结构的内力和线形。在收缩徐变作用下,结构随着时间的后移结构内力和挠度会发生变化。混凝土的收缩徐变对静定体系下(简支状态)的箱梁的应力影响小,对其线形影响较大,超静定体系下(连续状态)对应力和线形均影响较大。最后,通过有限元模型对简支转连续梁桥现浇段湿接头的内力进行了分析,研究发现在收缩徐变作用下湿接头内部出现了拉应力,拉应力最大值超过了混凝土的抗拉强度,导致了湿接头开裂。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 简支转连续箱梁的收缩徐变研究现状
• 1.2.1 研究现状
• 1.2.2 现有方法的评价
• 1.2.3 研究意义
• 1.3 本文的主要工作
• 1.3.1 研究对象
• 1.3.2 研究目的
• 1.3.3 本文的主要工作
• 第二章 简支转连续箱梁的低强早期张拉工艺的必要性研究
• 2.1 大体积混凝土的特点
• 2.2 箱梁的水泥水化热过程分析
• 2.2.1 温度应力场求解参数
• 2.2.2 箱梁的水化热温度场和温度应力现场实验分析
• 2.2.3 箱梁的水化热温度场程序分析
• 2.3 低强早期张拉的必要性及其实现
• 2.3.1. 低强早期张拉的必要性
• 2.3.2. 低强早期张拉实现时间和张拉大小
• 2.4 本章小结
• 第三章 简支转连续箱梁的收缩徐变效应
• 3.1 混凝土收缩徐变理论及计算方法
• 3.1.1 收缩徐变对简支转连续梁桥结构的影响
• 3.1.2 混凝土收缩徐变的理论及计算方法
• 3.1.3 简支转连续梁桥的内力及次内力
• 3.1.4 混凝土收缩徐变对预应力损失的影响
• 3.2 二次张拉对收缩徐变的影响
• 3.2.1 结构计算前期准备
• 3.2.2 二次张拉对收缩徐变影响
• 3.3 简支状态下箱梁的收缩徐变效应
• 3.3.1 收缩徐变对混凝土箱梁变形影响分析
• 3.3.2 收缩徐变对箱梁应力的影响分析
• 3.4 连续状态下箱梁的收缩徐变效应
• 3.4.1 收缩徐变对混凝土箱梁变形影响分析
• 3.4.2 收缩徐变对箱梁应力的影响分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 简支转连续箱梁湿接头裂缝研究
• 4.1 湿接头结构和施工工艺
• 4.1.1 简支转连续连接形式
• 4.1.2 箱梁湿接头结构特点
• 4.1.3 施工工艺
• 4.2 湿接头裂缝形成原因分析
• 4.2.1 湿接头混凝土裂缝产生的理论原因
• 4.2.2 湿接头与预制梁混凝土龄期差导致的徐变系数差的影响
• 4.2.3 湿接头与预制梁混凝土龄期差导致的收缩差的影响
• 4.2.4 收缩徐变对湿接头的影响程序分析
• 4.3 防裂措施
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢