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原文传递新材料在桥梁拼接中的应用研究

论文题名：	新材料在桥梁拼接中的应用研究
关键词：	桥梁拼接;水泥基复合材料;甲基丙烯酸甲酯材料;抗拉强度;延性
摘要：	新旧混凝土桥梁拼接是现有高速公路拓宽工程常采用的一种形式，近年来在国内很多工程中得到应用。桥梁拼接段受力情况复杂，需要承受较大应力和变形。混凝土材料本身抗拉和变形能力较差，拼接段混凝土在使用过程中容易开裂。要改变这种现状，拼接段需要使用延性好、强度高的材料。ECC和MMA材料有较高的抗拉强度和良好的延性，适用于桥梁拼接部位，本文主要研究ECC和MMA材料在桥梁拼接段中的应用。　　首先，介绍ECC和MMA两种材料的制备方法，结合材料特点进行相应的力学试验。试验结果表明，ECC和MMA材料的抗拉强度大于普通混凝土;最大拉应变是普通混凝土的200倍和400倍。　　其次，建立拼接箱梁桥有限元模型，分析拼接箱梁桥在混凝土收缩徐变、基础不均匀沉降和活载作用下的受力状态。根据ECC和MMA材料拉伸试验结果，建立材料的本构关系。分析拼接段分别采用ECC和MMA材料时，拼接箱梁桥受力状态。研究结果表明，拼接段采用普通混凝土时，基础不均匀沉降作用下，箱梁翼缘板产生较大拉应力，引起混凝土开裂;拼接段采用ECC或MMA材料，可减小拼接箱梁翼缘板和拼接段的拉应力，避免混凝土开裂。　　然后，对影响拼接桥梁受力的关键因素进行参数化分析。分析拼接等待时间、基础沉降差值和拼接段宽度变化对桥梁结构受力的影响。计算结果表明，拼接等待时间越长，混凝土收缩、徐变效应产生的纵向拉应力越小;基础沉降差值对翼缘板横向应力影响较大，桥梁拼接中要重点关注基础不均匀沉降问题。　　最后，结合南京长江大桥引桥T梁桥面连续化改造工程，分析简支T梁桥面连续的可行性。T梁原先采用摇轴钢支座，经计算桥面连续后活动支座倾斜角度过大、固定支座剪力过大及桥墩底部拉应力超过混凝土抗拉强度。结合T梁桥面连续化特点，考虑将摇轴支座更换为板式橡胶支座。此外，为了改善现有混凝土桥面连续普遍存在的开裂和渗漏水问题，将ECC或MMA作为桥面连续板材料。这样为采用钢支座的简支梁桥提供了一种改善行车舒适性的可选方案。
作者：	左永辉
专业：	土木工程；桥梁与隧道工程
导师：	刘其伟
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文