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混凝土曲线箱梁桥裂缝开展机理及控制研究
| 论文题名： | 混凝土曲线箱梁桥裂缝开展机理及控制研究 |
| 关键词： | 混凝土;曲线箱梁;裂缝开展机理;控制措施;耐久性 |
| 摘要： | 混凝土曲线箱梁因其在受力、造价等方面的优势,广泛应用于公路和城市立交枢纽.但是曲线桥梁受力复杂,加之结构可能的超载、混凝土结构易开裂的特点,使得混凝土曲线箱梁桥的裂缝问题显著暴露。本文以某高速公路立交枢纽桥梁中的钢筋混凝土曲线箱梁桥为工程背景,探讨该类桥梁出现裂缝病害的机理,并就其裂缝控制及相关耐久性研究进行了拓展。通过分析研究,得出主要研究成果如下: 1)根据工程背景的典型裂缝的分布形式,分析总结了钢筋混凝土连续弯箱梁桥的裂缝特征,探讨曲线箱梁参数与裂缝统计值的关系,初步判定荷载是箱梁桥底腹板裂缝的主要原因。建立有限元模型分析了曲线箱梁桥的二维、三维受力特点及典型裂缝成因,并重点就曲线梁桥开裂模式及开裂后的非线性行为进行了研究。计算表明,曲线箱梁桥在不大的荷载下即出现裂缝,并逐步由弹性转为弹塑性受力阶段,与实际运营过程的带裂缝工作相对应,而参数分析表明通过选择恰当的支座形式、合理设置独柱支座预偏心距、提高配筋率及施加预应力均能改善曲线箱梁的受力性能。 2)从裂缝宽度计算理论入手,对比分析了各国混凝土桥梁设计规范关于裂缝宽度的计算公式,提出了对现行JTGD62-2004规范裂缝宽度进行参数修正的计算公式,并将修正公式计算的裂缝宽度值与实测值相比,吻合较好。 3)鉴于目前桥梁规范中裂缝的评估集中于最大裂缝宽度的局限性,选取裂缝面积作为第2评估参数,提出基于裂缝统计信息的钢筋混凝土桥梁评估方法,并进行了评估应用。 4)论述了混凝土耐久性的一般问题和耐久性设计的主要原则、步骤,从宏观和微观(试验)层面分析了裂缝对混凝土桥梁耐久性的影响,提出了基于箱梁桥耐久性设计的裂缝控制措施。 5)根据结构的全寿命相关理论,引入模糊数学的相关概念,建立裂缝对结构剩余使用寿命影响的隶属函数,提出了计算开裂混凝土桥梁的剩余使用寿命的方法,给出了基于性能控制的混凝土箱梁桥加固维修体系,并就某简支混凝土箱梁桥的加固维修案例进行了分析和应用。 6)在综合概括混凝土箱梁桥设计、施工原则和现有桥梁设计及耐久性设计规范的基础上,初步编制了混凝土箱梁桥裂缝控制设计、施工指南,可供有关设计、施工部门参考。 |
| 作者： | 徐建武 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 项贻强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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