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城市桥梁结构信息系统构建及裂缝成因分析

许莉  
【摘要】:随着社会与经济的发展、城市化水平的不断提高,防灾减灾显得极其重要。 本文论述了城市桥梁在防灾减灾中的重要性,提出构建城市桥梁防灾减灾数字信 息系统的必要性,以及构建信息系统的内容与方法。 裂缝成因分析是该信息系统的主要内容,由于桥梁裂缝产生的原因复杂、种 类繁多,如果不对裂缝进行系统全面的分析和研究,就很难揭示出桥梁病害产生 的原因和机理,也就很难建立既有桥梁的防灾预案,所以桥梁裂缝问题一直是防 灾减灾研究领域中的热点,是迫切需要解决的难题。 为了深入探讨这一困扰工程界的难题,本文首先对福州市在役城市桥梁的裂 缝进行了普查,得出桥梁最可能开裂的部位和常见的裂缝形式,总结出荷载、温 度变化、收缩、施工质量等因素是导致裂缝产生的主要原因。 对裂缝存在较为严重的两座预应力混凝土连续箱梁桥进行裂缝成因分析,通 过汽车荷载试验、大型有限元软件 ANSYS 建立全桥结构空间有限元模型并进行计 算分析、手工裂缝宽度验算表明,箱梁的横向应力超过混凝土的抗拉强度引起纵 向开裂是预应力混凝土连续箱梁桥出现纵向裂缝的原因;而拆模过早、混凝土龄 期短、施工荷载大、桥面板上层钢筋下移、添加早强剂和使用泵送混凝土等施工 问题也是引起这类桥纵向裂缝的原因。这些裂缝目前虽未对结构的整体受力性能 有明显影响,但在交通运输量迅速增长的今天,未来的使用荷载仍要增加,有必要 对裂缝做长期观测,以考察其对结构受力性能和耐久性的影响。为了预防这两类 裂缝的出现,建议设计此类预应力混凝土连续箱梁桥时应布横向预应力筋,它是 预防纵向裂缝的有效途径。为了预防施工引起的裂缝,还应在施工过程中严格控 制拆模板时间以及上施工荷载的时间,防止过早上施工荷载或超载堆物,尽可能 避免裂缝的出现。 本文提到的不少裂缝问题在实际工程中普遍存在,但常常不能引起足够的重 视,对桥梁的防裂极为不利。因此,应提高对桥梁裂缝的重视程度,进一步加深 和完善城市桥梁防灾减灾数字信息系统,为提出福州市主要桥梁受灾加固方案奠 定基础。


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