连续梁、连续刚构桥施工中腹板产生裂缝的机理及对策

论文摘要

连续梁桥和连续刚构桥以受力合理、跨越能力大、结构整体性好、造型美观以及能承受正负弯矩等特点,成为被广泛应用的桥型之一,其主梁通常采用箱型截面。这两种桥型在施工和使用时,箱梁腹板经常出现裂缝,严重影响了桥梁的使用功能、耐久性及安全度。因此,开展腹板裂缝研究,对桥梁的使用寿命和耐久性及安全度具有重要意义。本文以采用悬臂浇筑法施工的青海某大桥为例,该桥上部采用单箱单室结构。其L/4处的腹板在施工时出现与内部纵向预应力钢筋竖弯段走向一致的裂缝。为分析裂缝产生的原因,采用ANSYS建立三维实体模型。针对五种工况,首先采用线弹性理论计算腹板中的主拉应力,而后应用ANSYS中的非线性实体单元solid65模拟混凝土,进行非线性计算分析,研究腹板的开裂状况。在上述分析的基础上,得出一下结论：1)、当桥梁能够完全按照设计图纸施工时,先张拉纵向预应力钢筋,在腹板内的主拉应力没有超过设计标准值,腹板不会产生裂缝。2)、在施工过程中时,竖向预应力能有效控制腹板内主拉应力,防止开裂。因此,应先张拉竖向预应力钢筋,再张拉在腹板内纵向预应力钢筋。3)、布设纵向预应力管道时,为防止浇筑过程中其发生偏移,应加大管道的固定点密度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 连续梁和连续刚构桥的发展现状
• 1.2 连续梁、连续刚构施工方法简介
• 1.3 问题的提出及研究意义
• 1.3.1 箱形连续梁和连续刚构桥存在的问题
• 1.3.2 施工阶段裂缝问题的研究意义
• 1.4 本文的研究背景和研究的主要内容
• 第二章 腹板施工阶段裂缝产生原因的理论分析
• 2.1 裂缝的基本概念及主要类型
• 2.1.1 裂缝的重要概念
• 2.1.2 裂缝的分类及其原因
• 2.2 施工阶段箱梁受力特点及内力分析
• 2.2.1 施工阶段箱梁受力特点
• 2.2.2 施工阶段箱梁应力分析
• 2.3 施工阶段箱梁腹板裂缝成因分析
• 2.3.1 设计方面
• 2.3.2 施工方面
• 第三章 工程实例分析
• 3.1 工程情况概述
• 3.2 桥梁结构计算中有限元方法及其软件的应用
• 3.2.1 有限元方法概述
• 3.2.2 ANSYS软件简介
• 3.3 建模方法简述
• 3.4 施工阶段腹板应力分布研究
• 3.4.1 规范对裂缝的有关验算规定
• 3.4.2 五种工况下腹板内主拉应力分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 施工阶段腹板裂缝的非线性分析
• 4.1 非线性简介
• 4.1.1 非线性问题
• 4.1.2 非线性问题的解法
• 4.1.3 混凝土的本构关系
• 4.2 混凝土的破坏准则
• 4.2.1 Willam-Warnke五参数准则
• 4.2.2 王传志过镇海五参数准则
• 4.2.3 ansys中采用的混凝土破坏准则
• 4.3 施工阶段各种工况下腹板应力的非线性分析
• 4.3.1 箱梁模拟采用单元
• 4.3.2 五种工况在非线性下的计算结果
• 4.4 本章小结
• 第五章 腹板出现裂缝的修补及其具体方法
• 5.1 裂缝的修补方法
• 5.2 施工中裂缝的修补材料
• 第六章 结论及研究展望
• 6.1 本文内容回顾及结论
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢