跨地裂缝钢筋混凝土桥梁破坏机理的物理模型试验

【摘要】： 大力发展交通运输事业,是加速实现四个现代化的保证。在公路、铁路、城市和农村道路交通以及水利等建设中,为了跨越各种障碍或是建立立体化的交通,必须修建各种类型的桥梁,从而使其成为陆路交通中的重要组成部分。在我国公路交通中,混凝土桥梁(预应力混凝土桥梁与钢筋混凝土桥梁)是最主要的桥梁形式。 随着西安城市规模的快速发展,西安交通也迅速发展起来。但是从上世纪70年代后期开始,由于自然和人为等因素的作用和影响,西安先后出现了14条地裂缝带,并且还在不断发展中。它们对已建的某些桥梁产生了显著影响。因此探究地裂缝对桥梁结构的影响机制、桥梁跨越地裂缝带破坏模式等问题意义深远。 本文研究工作得到国家自然科学基金重点项目(40534021)资助。通过钢筋混凝土桥梁跨越地裂缝的大型(1:5)结构模型试验,利用沉降平台模拟地裂缝活动,采用沉降杯、高精水准仪、钢弦式压力盒、位移计、应变片等测试元件,研究西安典型地层埋深12.5m范围内地裂缝活动对钢筋混凝土桥梁的影响机制,得出混凝土桥梁在地裂缝带影响下的应力应变特征,确定混凝土桥梁的受力模式,为混凝土桥梁跨越地裂缝段的结构措施提供科学依据。 用ANSYS有限元软件建立地裂缝与混凝土桥梁的数值模型,通过数值计算,分析混凝土桥梁结构在地裂缝影响下的受力及变形情况,并与模型试验所得结果进行对比,为市政工程中通过地裂缝段的桥梁设计提供试验依据。