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混凝土箱梁湿接头裂缝成因分析与控制措施
| 论文题名： | 混凝土箱梁湿接头裂缝成因分析与控制措施 |
| 关键词： | 跨海桥梁;箱梁湿接头;现场试验;温度应力;混凝土收缩;裂缝控制 |
| 摘要： | 在大型跨海桥梁的建设中，装配化施工凭借其更高的施工质量、更短的工期及安全环保的施工环境逐渐取代传统的现浇施工方法。在预制混凝土箱梁的装配化施工中，湿接头起到连接相邻桥跨、使桥梁结构连续等作用，是装配化施工中十分关键的环节。某在建跨海大桥湿接头混凝土浇筑后，由于混凝土水化作用生成大量热量而产生温度应力，同时湿接头受到混凝土收缩的影响，在过人孔上部及上下对角处产生裂缝。裂缝产生的位置极具规律性，在海洋环境下对桥梁结构的服役性能可能产生不利影响。本文以此为背景研究了箱梁湿接头裂缝产生的原因及裂缝控制措施，主要的研究工作及结论如下: (1)建立混凝土箱梁湿接头模型并设置相关参数。分析模型计算结果可知，有限元软件输出的应变计算结果中包含约束应变和自由温度变形两部分。缩短模型纵桥向长度及改变梁端约束条件对横桥向应变值影响很小，对纵桥向应变值影响较大。网格尺寸对温度数据影响较小，对应变及应力影响较大，采用0.09m的网格尺寸已具有足够精度。在湿接头混凝土浇筑前按照布置方案安装振弦式传感器，并对实测应变数据进行温度修正。 (2)通过各测点温度及应变的对比分析，计算值基本与实测值保持吻合，有限元模型具有一定的可靠性。温度应力是造成湿接头裂缝的主要原因，且裂缝的发育由内而外，温度应力集中区域位于过人孔上部及上下对角处发展，与实际观察到的裂缝位置吻合。收缩应力的数值约占温度应力的13％，是造成湿接头结构裂缝的另一原因。徐变作用可以在一定程度上消减早期混凝土应力。后期张拉纵向预应力筋时所产生的应力对已有裂缝的发育有一定的加剧作用。 (3)通过计算分析可知，在若干湿接头裂缝控制措施中，调整配合比（减少混凝土中水泥用量并用掺合料代替）的效果明显，将混凝土中水泥含量减少76kg/m3，绝热温升可降低7.5℃，144h温度应力降低幅值可达20％左右，同时缩小了应力超限的范围:降低入模温度可有效降低温度应力，夏季施工时(如浇筑时环境温度为30℃)，将入模温度降低10℃，96h湿接头温度应力的整体降幅可达13％左右，若条件允许继续降低入模温度，温度应力可大幅降低。优化过人孔形状的效果次之，将过人孔顶角形状优化为圆弧后，144h温度应力降幅可达10％左右。 |
| 作者： | 朱海波 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 徐荣桥;赵阳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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