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预应力混凝土连续箱梁桥合龙段底板裂缝分析研究
| 论文题名： | 预应力混凝土连续箱梁桥合龙段底板裂缝分析研究 |
| 关键词： | 预应力混凝土桥;连续箱梁桥;合龙段;底板裂缝;空间有限元分析 |
| 摘要： | 预应力混凝土连续箱梁桥以其优良的结构性能成为大跨径桥梁建设时的主要桥型之一。但是近年来，随着这类桥型在工程上的广泛应用，一些设计和施工上的弊端也逐渐暴露出来。许多箱梁桥在合龙阶段经常出现纵向裂缝，造成极大的安全隐患。近年来全国各地有部分箱梁桥合龙段在施加纵向预应力阶段出现跨中底板崩裂事故，这已经引起了桥梁工程界的广泛重视。为探讨上述底板崩裂的原因及采取有效措施加以避免，本文以颖河特大桥施工控制项目为依托，对预应力混凝土三跨连续箱梁桥的跨中合龙段底板预应力钢束张拉过程中箱梁截面尤其是箱梁底板的应力状态和位移进行了系统分析研究。 本文首先依据文献资料探讨分析了我国预应力混凝土连续箱梁桥开裂，尤其是箱梁底板开裂的一般现象和开裂原因，并指出了预应力混凝土连续箱梁桥在设计和施工中存在的不足。然后通过平面杆系有限元和空间有限元计算方法，对整个箱梁桥尤其是跨中合龙段的受力状态进行了有限元力学分析，并对比两种有限元计算方法和计算成果的区别。在对连续箱梁跨中合龙段进行空间有限元局部应力分析时，运用有限元子模型技术，细化局部模型，充分考虑各种因素对局部模型的影响，对跨中合龙段进行了受力状态的力学分析，着重分析了箱梁底板开裂破坏的原因。同时对实际桥梁结构跨中合龙段等关键截面的应力状态进行现场监测，以此检验有限元分析模型的计算结果可靠性和准确性。 研究结果表明，对桥梁结构的整体力学分析计算中，平面杆系有限元与空间有限元在跨中合龙部位的应力和位移计算结果存在较大差别。同时局部结构应力分析表明：箱梁底板中预留孔道的存在对箱梁底板局部横向应力和孔道周围的竖向应力有较大影响。最终的研究结果表明，在纵向预应力施加阶段，预应力混凝土连续箱梁桥底板开裂的主要原因是：由于纵向预压应力过大导致底板混凝土材料的泊松比效应明显，从而造成底板上、下缘局部横向拉应力明显增大；底板预留孔道的作用，使孔道周围局部应力集中，竖向拉应力过大；在两个方向的拉应力共同作用下，底板混凝土首先出现竖向裂缝，裂缝的发展又转为沿底板预应力孔道的横向裂缝，最终导致底板上、下缘分层，在纵向预压应力作用下底板局部失稳、崩落。 |
| 作者： | 栾静静 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 吴文清 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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