减小大跨度预应力混凝土梁桥下挠技术研究

论文摘要

连续刚构桥具有跨越能力强、施工周期短、结构轻盈、建造费用低等优点,倍受世界各国建筑师们的青睐。但经过十几年或者几十年的运营后,发现跨中下挠严重成为大跨径预应力混凝土梁桥的普遍现象,对桥梁的使用性能和结构安全产生不利影响,成为大跨径预应力混凝土梁桥发展的一个巨大阻碍。本文以广西罗天乐大桥为依托,现行规范的徐变理论为基础,创新性地探索箱梁截面参数、预应力度等因素与跨中长期徐变挠度的关系,得出结构长期下挠度随支点梁高增高而减小；随预应力度增大,支点梁高的改变对跨中下挠度的控制效果越来越不显著。跨中下挠度随跨中梁高增大而减小,随预应力度增大各梁高对应的跨中下挠度会减小,并可能出现上挠现象。跨中梁高的变化对结构长期挠度影响较小,底板厚度增大可以减小跨中的长期挠度,但效果不如增大支点梁高明显,在较小的支点梁高下通过增大底板厚度来控制跨中的长期挠度是不可行的,而需要在保证较大的支点梁高下增大底板厚度。跨中附近梁段腹板厚度减薄区域的增大,跨中的长期挠度可以得到有效地减小,而远离跨中后的梁段腹板厚度减薄则不太敏感（如大于60m以后）,因而在满足构造要求和预应力布置要求的前提下,跨中附近梁段腹板厚度应尽量减小,减薄区域约在跨中60-80m左右。同时将“零弯矩理论”应用于减小预应力混凝土箱型梁刚构桥跨中长期挠度的研究,拓宽了“零弯矩理论”的应用范围,同时又为减小预应力混凝土箱型梁刚构桥跨中长期挠度寻找到了新的方法。在减小大跨径预应力混凝土梁桥成桥后跨中挠度的施工措施研究中得出：临时斜拉索工艺对成桥后长期挠度影响甚微,对减少跨中长期下挠无明显作用。采用对顶工艺减少长期挠度临时施工措施仅适用于墩、梁固结的刚构桥梁,且桥墩抗推刚度越大,其效果越明显。且能够有效的影响主梁的收缩徐变,减少因混凝土材料收缩徐变引起的主梁下挠。若能在运营阶段主梁主应力允许条件下再增设体外索来平衡混凝土收缩徐变引起的内力,对减少桥梁下挠将更为有效。本论文研究成果对防治大跨径预应力混凝土梁桥主梁下挠具有一定的借鉴作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景与意义
• 1.1.1 项目研究背景
• 1.1.2 项目研究必要性
• 1.1.3 研究现状
• 1.2 主要研究内容及取得的成果
• 第二章 依托工程简介
• 2.1 广西红水河罗天乐大桥
• 第三章 大跨径预应力混凝土梁桥合理成桥应力状态的研究
• 3.1 研究的理论基础
• 3.2 广西罗天乐大桥的长期徐变挠度研究
• 3.2.1 箱梁支点梁高与跨中长期徐变挠度的关系研究
• 3.2.2 箱梁跨中梁高与跨中长期徐变挠度的关系研究
• 3.2.3 箱梁底板厚度与跨中长期徐变挠度的关系研究
• 3.2.4 箱梁腹板厚度与跨中长期徐变挠度的关系研究
• 3.3 “零弯矩理论”设计预应力方法研究
• 3.4 小结
• 第四章 减小大跨径预应力混凝土梁桥跨中初始弹性挠度的施工措施研究
• 4.1 临时斜拉索研究
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 罗天乐大桥内力分布分析
• 4.1.3 临时斜拉索和塔柱设计
• 4.1.4 临时斜拉索工艺效果分析
• 4.2 对顶合拢研究
• 4.2.1 概述
• 4.2.2 对顶合拢施工设计
• 4.2.3 对顶合拢工艺效果分析
• 4.3 体外索研究
• 4.3.1 概述
• 4.3.2 体外索设计
• 4.3.3 体外索工艺效果分析
• 4.4 延迟张拉研究
• 4.4.1 概述
• 4.4.2 延迟张拉设计
• 4.4.3 延迟张拉工艺效果分析
• 4.5 小结
• 第五章 轻质混凝土、箱梁主梁梁段合理布置研究
• 5.1 轻质混凝土应用的研究
• 5.2 轻质混凝土应用对于减少长期挠度的作用研究
• 5.3 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 研究的关键技术创新点
• 6.3 有待进一步研究的问题
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果