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带缺陷连续刚构桥的受力行为研究及加固对策

王浩  
【摘要】: 预应力混凝土连续刚构桥是目前交通工程中运用最为广泛的桥型之一。通常,这类桥梁采用平衡悬臂浇筑法施工。由于施工周期较长,影响因素繁多,再加上施工过程中往往还需要经过多次结构体系转换,从而使得这类桥梁的实际成桥状态难免会偏离其设计理想状态,甚至出现影响结构安全和耐久性的缺陷。研究带缺陷连续刚构桥的力学行为及其相应的加固对策具有现实意义。 本文归纳、总结了既有预应力混凝土连续刚构桥常见的施工缺陷和病害形式;分类研究了带缺陷预应力混凝土连续刚构桥的整体和局部(破损部位)的力学效应,得出了一些规律性的结果。 论文借助现有的计算理论和分析方法,采用数值模型实验和工程实例验证的方式进行探讨,主要研究的内容如下: 1.研究了大跨度预应力混凝土连续刚构桥施工中的典型缺陷类型及成因,归纳出了这类桥梁施工中比较常见的三种缺陷:全桥混凝土材料性能分布不均匀、波纹管定位偏差引起的预应力钢束位置不准确、部分梁段的箱梁底板崩裂。 2.通过数值模型试验,对各种缺陷进行了衍伸并滤除噪声影响,建立了可行的带缺陷结构分析模型,得出了几种常见因素对这类结构整体受力的影响效应。 3.综合利用大型通用计算软件Ansys和Midas建立了实体单元模型。针对混凝土局部弹性模量的变化和底板预应力合拢束产生折角两种结构缺陷情况进行了局部应力分析,得出了一些规律性的结果。 4.归纳分析了多种常见加固方法的原理和应用条件。并对文中采用工程实例的加固方法进行了评判。 5.结合工程实例进行了验证性仿真分析。采用数值模型模拟分析了该桥在崩块前、崩块后加固前以及加固后三种状态下结构的力学行为。借助于该带缺陷预应力混凝土连续刚构桥的实测结果,通过对比分析验证了文中所采用方法的有效性。


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