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预应力连续刚构桥O#块箱梁裂缝成因分析与研究

张李  
【摘要】:在查阅大量文献的基础上,本文详细阐述了预应力连续刚构桥的发展历程和使用现状,总结了连续刚构桥的常见病害及其机理。研究表明,箱梁0#块裂缝病害是连续刚构桥常见病害之一,是长期困扰桥梁工作者的难题,有必要对其进行深入研究。 论文从温度、收缩、约束等多个角度对0#块裂缝成因进行了理论分析。分析认为,在0#块强度形成过程中,温度、收缩、约束和材料力学性能变化相互作用,箱梁内将产生温度、收缩自应力和次应力,使得0#块在强度形成过程中产生较大拉应力导致梁体开裂。 论文采用有限元分析的方法研究了温度场对0#块应力的影响,得出以下结论:①顶板内、外表面温度差增大将导致0#块顶板、腹板和横隔板最大拉应力增大。其中顶板拉应力升高最为显著,横隔板次之,腹板最小;②腹板内、外表面温度差增大将导致顶板、腹板、底板和横隔板最大拉应力增大。增幅从大到小依次是腹板、顶板、底板、横隔板。 论文采用有限元分析的方法研究了箱梁尺寸对0#块应力的影响,得出以下结论:①增大顶板厚度不会改变梁体应力分布规律,但会小幅增大箱梁应力水平;②增大横隔板厚度将提高箱梁腹板拉应力水平,并且增大横隔板主应力最大值,在设计中应该谨慎考虑。 论文采用有限元分析的方法对实际施工中0#块强度形成过程进行了模拟计算,得到了该过程中0#块应力-强度关系,得出了以下结论:①在0#块强度形成过程中,顶板与横隔板腹板交界处的倒角区域拉应力最大值超过混凝土抗拉强度,将会开裂。翼缘板底部最大拉应力接近混凝土抗拉强,存在开裂风险;②在0#块强度形成过程中,横隔板人洞附近区域最大拉应力超过混凝土抗拉强度,将会开裂。该结论与实际工程中0#块开裂现象吻合,证明了本文提出的0#块开裂成因及其作用机理。 论文总结相关结论,探索应对措施,对改善箱梁0号块裂缝病害提出了一些建议。


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