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大跨预应力混凝土连续刚构桥施工期开裂控制研究
| 论文题名： | 大跨预应力混凝土连续刚构桥施工期开裂控制研究 |
| 关键词： | 大跨预应力混凝土连续刚构桥;施工管理;开裂控制;有限元仿真 |
| 摘要： | 混凝土开裂是目前大跨预应力混凝土连续刚构桥中普遍存在的病害，裂缝的存在严重地威胁着桥梁结构的安全和耐久。实际工程调查结果表明:连续刚构桥中所出现的裂缝，绝大部分在施工过程中已经产生。然而，目前国内外学者对连续刚构桥在施工过程中如何有效进行混凝土开裂控制却研究甚少，因此有必要对此进行更加深入和系统的研究。本文依托实际工程项目，基于试验室和现场测试结果并结合有限元仿真分析，对大跨预应力混凝土连续刚构桥施工期开裂控制问题进行了研究，主要内容如下: (1)主要从原材料优选、配合比设计与优化两个方面对大跨预应力混凝土连续刚构桥箱梁高性能混凝土合理配制技术展开研究。在优选混凝土原材料的基础上，研究了胶凝材料对混凝土性能的影响规律，开展了箱梁高性能混凝土配合比试验、早期抗裂试验和早期自收缩试验。结果表明:在箱梁高性能混凝土配制过程中，应对原材料进行调研优选，严格控制原材料质量;掺入矿粉可有效降低水化热并提高混凝土早期抗裂性能;箱梁高性能混凝土矿粉掺量宜为15％～30％。 (2)通过对某大跨预应力混凝土连续刚构桥零号块水化热温度场进行了连续观测，并基于观测结果和有限元数值模拟计算，总结了零号块水化过程中底板、顶板、腹板和横隔板的温度应力发展规律;讨论了分层浇筑和整体浇筑两种不同施工方案对零号块水化热温度应力分布的影响，研究了拆模时间对结构内外温度的影响。结果表明:零号块混凝土水化放热迅速，在浇筑完后30h左右即可达到峰值，峰值点温度较高;水化过程中内外温度过大会引起较大的温度应力;顶板应力因受外界环境影响较大而出现波动;与整体浇筑施工相比，采用分层浇筑施工时上下层混凝土交界面附近会产生一条拉应力带，其最大值可达1.68MPa。过早拆模会使得混凝土表面散热过快，在结构内产生过大的温度应力，根据分析结果，建议零号块箱梁拆模前养护时间不宜少于4d。 (3)基于某大跨预应力混凝土连续刚构桥箱梁施工期间竖向预应力及横向预应力测试结果，对箱梁竖向预应力及横向预应力的各项损失进行了详细研究，并与采用公路桥规的计算结果进行对比。结果表明:竖向预应力筋中锚具变形和钢筋回缩引起的损失占预应力第一批损失的比重较大，达到了预应力总损失的35.3％～52.8％;按我国规范中的相关方法计算竖向预应力筋、横向预应力筋的各项损失，竖向预应力损失计算除锚固损失实测结果偏小外，其余项计算结果与相应实测值基本吻合，横向预应力各项损失计算结果与相应实测值吻合良好。 |
| 作者： | 邹惠琼 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 方志;袁铜森 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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