预应力连续箱梁裂缝分析与安全性评估

【摘要】：预应力混凝土连续箱梁桥除了具有普通钢筋混凝土桥梁的所有优点外,它还具有构件截面小、自重轻、节约大量钢材、轻柔美观、耐久性高等特点。随着预应力技术工艺的日益成熟以及高强度混凝土、高强度钢筋材料的出现,大跨度的预应力混凝土连续箱梁桥得到了极大的发展。我国自七十年代以来,随着交通运输事业的大力发展,预应力混凝土箱型梁桥发展极快,成为预应力混凝土梁桥的主要截面形式,在现代各种桥梁中得到了广泛的应用。然而由于各种因素的影响,许多预应力连续箱梁桥出现了不同程度的裂缝病害。因此,对已产生严重裂缝病害的预应力混凝土连续箱梁桥的裂缝原因进行分析,并建立起基于裂缝情况的桥梁的可靠性分析,最后对加固后的桥梁进行安全性评估具有重大的现实意义。本文以湘江某预应力连续箱梁桥的裂缝病害为研究背景,进行了下列方面的研究： 1.在充分了解国内外预应力混凝土连续箱梁桥的历史、发展和结构特征的基础上,针对国内外多座预应力混凝土连续箱梁桥出现的典型裂缝病害,从原材料、材料、使用环境、设计上和施工等方面初步分析其成因。 2.采用ANSYS有限元软件建立了湘江某桥的受力模型,并基于超载的假设对模型进行了裂缝分析,通过与实际桥梁的裂缝检测结果的对比,分析了该桥裂缝产生的根本原因。 3.以开裂情况最为严重的湘江某桥56#～57#跨腹板裂缝为例,对大量的裂缝宽度数据建立了正正态分布模型,并引进数学工具χ2检验对假设分布进行了检验,建立起具有95%保证率的裂缝最大宽度的可靠度分析。 4.通过对加固后的湘江某桥的桥型损伤特点的分析,引进基于变权的层次分析法对大量的检测结果进行合理的量化处理,最后得出整个桥梁的安全性能状况。对桥梁的整体安全性能进行有效的安全性评估以及对评估的结果给出相应的处理措施。