大跨径箱梁截面应力与腹板裂缝研究

论文摘要

目前,我国建设的大跨径桥梁绝大多数为预应力混凝土箱梁桥。预应力混凝土连续箱梁桥、预应力混凝土连续刚构箱梁桥由于结构刚度大、行车平顺性好、伸缩缝少和养护简单等优点,备受业主和设计、施工单位的欢迎。于是,在我国的公路与铁路的建设中,大跨径箱梁桥的应用越来越广泛。大跨径预应力混凝土连续箱梁桥、预应力混凝土连续刚构箱梁桥在施工或营运过程中,很多箱梁混凝土出现不同性质的裂缝,其中最为常见的是箱梁腹板斜裂缝。本文结合陕西省交通厅科技项目,采用有限元分析与现场试验的方法,重点分析箱梁截面的复杂应力状态。本文研究分析了控制截面理论与实测应力的差别；对箱梁局部截面进行了细部应力研究；还分析了竖向预应力对箱梁截面应力的影响。通过研究发现,在施工过程中控制截面的应力呈现了顶板中部应力大于顶板与腹板交界处应力的“负剪力滞效应”；通过对十四号块截面应力的理论分析,得出了箱梁截面应力分布的规律性；通过对十三号块箱梁截面顶板的研究分析,得出箱梁顶板应力在纵向预应力锚固过程中也呈现了“负剪力滞效应”；通过对三号块箱梁腹板截面复杂应力状态的研究,得出在施工过程中桥梁根部截面有较大主拉应力出现,并且主拉应力的方向与腹板斜裂缝基本垂直；通过对十三号块箱梁腹板截面正应力的研究分析,得出腹板截面正应力分布的离散性；通过对十四号块箱梁截面竖向预应力筋及下弯束的研究分析,得出竖向预应力对箱梁截面的应力分布及预防开裂起到重要作用,而下弯束的张拉会对箱梁截面产生竖向拉应力。在此研究的基础上,本文详细分析了影响项梁腹板开裂的因素,从设计与施工两个方面提出了具体的改善箱梁截面应力分布及预防腹板开裂的措施。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 预应力混凝土箱梁桥
• 1.2 桥梁混凝土裂缝国内外研究状况
• 1.3 问题的提出
• 1.4 论文的主要研究内容
• 第二章 桥梁混凝土裂缝综述
• 2.1 桥梁混凝土裂缝的类型
• 2.1.1 受力裂缝（结构性裂缝）
• 2.1.2 非结构裂缝
• 2.1.3 按使用要求来分类
• 2.2 大跨径箱梁腹板裂缝的现状
• 2.3 本章小结
• 第三章 大跨径箱梁截面空间受力分析及有限元分析理论
• 3.1 箱梁空间受力特点及分析方法
• 3.1.1 箱梁空间受力状态
• 3.1.2 箱梁的分析方法
• 3.2 箱梁空间有限元分析
• 3.2.1 有限元分析理论
• 3.2.2 空间梁单元
• 3.3 本章小结
• 第四章 某特大桥模型分析与应力试验研究
• 4.1 某特大桥有限元模型分析
• 4.2 悬臂浇筑过程中控制截面应力分析
• 4.2.1 理论应力分析
• 4.2.2 实测与理论应力对比分析
• 4.3 合拢后连续刚构主梁各个截面应力分析
• 4.4 施工阶段局部箱梁截面应力试验研究
• 4.4.1 十四号块箱梁截面应力分析研究
• 4.4.2 箱梁顶板正应力分布的试验研究
• 4.4.3 箱梁腹板的复杂应力状态的试验研究
• 4.4.4 箱梁腹板正应力状态的试验研究
• 4.4.5 竖向预应力钢筋及下弯束对腹板应力影响的理论与试验研究
• 4.5 本章小结
• 第五章 大跨径箱梁桥腹板开裂分析及预防措施研究
• 5.1 影响箱梁腹板裂缝的因素
• 5.2 预防箱梁腹板开裂的措施
• 5.2.1 设计方面
• 5.2.2 施工方面
• 5.3 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢