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《大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱形梁橋的抗裂性分析》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第11頁中國礦業(yè)大學徐海學院綜合實訓大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱形梁橋的抗裂性分析(中國礦業(yè)大學徐海學院土木09-1班林浩)摘要:針對目前大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁普遍出現(xiàn)裂縫的問題,本文以廣東省磨刀門大橋為工程背景,研究了影響大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱形梁橋抗裂性能的主要因素。主要研究內(nèi)體現(xiàn)在以下幾個方面:(1)通過大量文獻資料的調(diào)研,提出了對大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱形梁橋的抗裂性分析關(guān)鍵在于結(jié)構(gòu)的空間應(yīng)力狀態(tài)的觀點,要對結(jié)構(gòu)進行基于空間應(yīng)力狀態(tài)的抗裂性分析,特別是結(jié)構(gòu)局部空間應(yīng)力狀態(tài)的分析。(2)對結(jié)構(gòu)進行空間整體抗
2、裂性能分析,分別計算了永久荷載(恒載、預(yù)應(yīng)力)+各單項因素(收縮徐變、溫度影響力、變位影響力及活載)作用下結(jié)構(gòu)的應(yīng)力響應(yīng),指出了采用平桿系計算軟件的設(shè)計方法在分析箱梁空間應(yīng)力方面存在的不足,得出了對結(jié)構(gòu)空間受力影響大的因素為預(yù)應(yīng)力效應(yīng)、其次為局部溫差效應(yīng)的結(jié)論。根據(jù)本文的計算分析,可知對大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋進行基于空間應(yīng)力狀態(tài)的抗裂性分析是很有必要的。通過結(jié)構(gòu)局部空間應(yīng)力分析,在大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的設(shè)計中對底板預(yù)應(yīng)力配置、底板線形以及底板防崩鋼筋進行更為合理的設(shè)計,能更好的避免底板裂現(xiàn)象的發(fā)生。關(guān)鍵詞
3、:大跨度;預(yù)應(yīng)力混凝土箱形梁橋;抗裂性;預(yù)應(yīng)力配束方案1緒論1.1問題的提出及研究意義連續(xù)梁具有結(jié)構(gòu)連續(xù)、剛度大的優(yōu)點,又可以根據(jù)梁的彎矩分布、變化主梁的高度達到合理、經(jīng)濟設(shè)計的目的;結(jié)構(gòu)的線形亦簡潔優(yōu)美,因而在中小跨徑的梁橋方案中,應(yīng)用較廣。五十年代后,由于預(yù)應(yīng)力工藝的逐步成熟以及懸臂方法的采用,T形剛構(gòu)方案一度在百米跨徑以上的大跨度梁橋方案中占有優(yōu)勢。從六十年代開始,出現(xiàn)了新型的將T形剛構(gòu)和連續(xù)梁結(jié)合起來的連續(xù)剛構(gòu)體系,又稱為墩梁固接體系。早期的預(yù)應(yīng)力T形剛構(gòu)橋隨著跨徑的不斷增加,活載撓度明顯加大,對結(jié)構(gòu)使
4、用造成不便。而大跨連續(xù)梁的支座反力愈來愈大,對巨型支座的設(shè)計、制造、養(yǎng)護和更換都提出了更高的要求,而且費用昂貴。因此,在大跨徑連續(xù)梁橋中普遍開始采用墩梁固接的連續(xù)一剛構(gòu)體系。截面形式的選用與橋梁的跨徑、靜力體系、荷載、使用要求和施工條件密切相關(guān)。常見的截面形式有空心板、T梁和箱形梁等。箱形截面有較大的剛度和強大的抗扭性能,并具有較T形截面高的截面效率指標,同時它的頂板和底板面積均比較大,能有效地承擔正負彎矩,并滿足配筋的需要。因此,在已建成的大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋中,當跨度超過40第11頁中國礦業(yè)大學徐海學院綜
5、合實訓m后,其橫截面大多為箱形截面。此外,當橋梁承受偏心荷載時,箱形截面梁抗扭剛度大,內(nèi)力分布比較均勻;在橋梁處于懸臂狀態(tài)時,具有良好的靜力和動力穩(wěn)定性,對懸臂施工的大跨度橋尤為有利。由于箱形截面整體性能好,因而在限制車道數(shù)通過車輛時,可以超載通行,而裝配式橋梁由于整體性能差,超載行駛車輛的能力就很有限。因而,箱形截面形式在現(xiàn)代各種橋梁中得到廣泛應(yīng)用。尤其是各種結(jié)構(gòu)形式的預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋,采用箱形截面更能適應(yīng)構(gòu)造和施工要求,從而在國內(nèi)外得到了長足的發(fā)展。無論是公路或城市橋梁、高架道路,還是跨越寬闊河流的大橋,預(yù)
6、應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋均成為了首選的橋型方案之一。并且隨著現(xiàn)代施工技術(shù)的進步,預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)水平的提高,三向(即縱向、橫向、豎向)預(yù)應(yīng)力開始應(yīng)用于箱梁截面,并且取得了良好的經(jīng)濟效果,這也使得箱形梁的應(yīng)用日漸廣泛。表1.1國內(nèi)外部分大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋然而,通過大量的文獻資料查閱,可以發(fā)現(xiàn),己建成的此類橋梁,在橋梁的施工階段或使用過程中,普遍出現(xiàn)各種不同性質(zhì)不同類型的裂縫。部分橋梁的裂縫情況在表1-2中列出從表中可以看到,對于大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土箱形截面橋梁,截面的開裂問題己經(jīng)成為了一個較為普遍的問題。裂縫對
7、橋梁性能的影響是多方面的,一是對橋梁使用性能的影響,開裂使橋梁剛度降低變形增大,跨中撓度超標,繼而影響其正常使用,嚴重的開裂問題導致橋梁承載力下降,影響橋梁的安全性能。二是對橋梁的耐久性及使用壽命的影響,裂縫會加速混凝土的碳化和鋼筋的銹蝕,鋼筋銹蝕又加速了裂縫的進一步擴展,造成橋梁使用性能趨于惡化,降低橋梁的使用壽命。因而,對大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土箱形梁橋開裂問題的研究需要引起橋梁工程師的重視。1.2大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋裂縫分類概況1.2.1裂縫概念當混凝土中拉應(yīng)力大于其抗拉強度或拉應(yīng)變大于其極限拉應(yīng)變時,混凝
8、土會產(chǎn)生裂縫。裂縫對大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的危害程度有輕有重,輕的只是影響橋梁的外觀,嚴重的將直接影響結(jié)構(gòu)的使用性能。1.2.2裂縫種類第11頁中國礦業(yè)大學徐海學院綜合實訓裂縫就其開裂深度可分為表面的、貫穿的;就其在結(jié)構(gòu)物表面形狀可分為網(wǎng)狀裂縫、爆裂狀裂縫、不規(guī)則短裂縫、縱向裂縫、橫向裂縫、斜裂縫等:裂縫按其發(fā)展情況可分為穩(wěn)定的和不穩(wěn)定的、能愈合的和不能愈合的;裂縫按其產(chǎn)生的時間可分