预应力混凝土连续曲线箱梁桥的裂缝防治研究

论文摘要

预应力混凝土曲线桥在现代桥梁工程中占有非常重要的地位,由于曲线桥存在着较大扭矩的特点,故在设计中一般选择箱形截面形式,因此预应力混凝土连续曲线箱梁桥得到了广泛的应用。曲线箱梁桥最显著的特点是在外荷载作用下,箱梁截面产生弯矩的同时必然伴随产生扭矩,即存在弯扭耦合效应。预应力混凝土曲线桥的预应力索在几何上是具有双曲率的索,因而在施加预加力而产生竖向分力的同时,还将产生水平径向分力,这两种分力都对曲线梁体产生扭转作用。因此,预应力混凝土连续曲线箱梁桥的设计是一个十分复杂的问题。经过桥梁设计者多年的努力,曲线梁桥的设计理论和分析方法得到了不断完善,诸如翘曲扭转理论、纯扭转理论、梁格系理论和有线单元法等理论方法在分析计算曲线梁桥内力方面已经取得了令人满意的成果。本文将着力解决预应力混凝土连续曲线梁桥的裂缝防治问题,将重点研究曲线箱梁桥的预应力束的布置对其截面应力的影响。本文以浙江舟山蛟川互通H匝道桥为背景,对该桥的原预应力束布置方案稍作修改,尝试找出降低曲线连续梁弯扭耦合作用,最终达到预防混凝土开裂的方法。对钢束布置采用不对称张拉、不对称布束、调整底板和顶板钢束张拉力等方案,计算曲线桥在这几种方案时的应力情况,并与原方案进行对比分析。同时总结出诸如曲率半径和温度效应等影响预应力混凝土连续曲线箱梁桥开裂的因素。

论文目录

• 内容提要
• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 本文的选题背景及研究意义
• 1.2 本文的主要研究内容
• 第二章 曲线箱梁的分析理论
• 2.1 曲线箱梁的一般构造
• 2.2 曲线箱梁的受力特点
• 2.3 曲线箱梁桥的计算理论和方法
• 2.4 本章小结
• 第三章 预应力对连续曲线箱梁抗裂性能的影响
• 3.1 预应力钢束设计的影响
• 3.2 预应力对曲线箱梁桥内力的影响
• 3.3 预应力设置方式对应力的影响
• 3.3.1 原设计方案布筋方式
• 3.3.2 采用不对称的张拉力
• 3.3.3 采用不对称布置预应力钢束
• pk'>3.3.4 底板钢束张拉力调整为65%f_pk
• pk'>3.3.5 顶板钢束张拉力调整为65%f_pk
• 3.4 预应力钢束配置
• 3.5 本章小结
• 第四章 影响曲线箱梁桥裂缝产生的其它因素
• 4.1 横隔梁对曲线箱梁桥内力的影响
• 4.2 曲率半径对曲线箱梁桥的受力特性的影响
• 4.2.1 活载作用下曲率半径对曲线箱梁桥内力的影响
• 4.2.2 恒载和活载作用下曲率半径对曲线箱梁桥内力的影响
• 4.3 温度效应对曲线箱梁桥内力的影响
• 4.3.1 均匀温度效应对曲线箱梁桥内力的影响
• 4.3.2 均匀温度作用下曲线箱梁桥力学性能
• 4.3.3 梯度温度效应对曲线箱梁桥内力的影响
• 4.3.4 梯度温度作用下曲线箱梁桥力学性能
• 4.4 本章小结
• 第五章 预应力混凝土连续曲线箱梁桥抗裂试验与分析
• 5.1 工程概况
• 5.2 预应力设计
• 5.3 加载工况
• 5.4 测点布置
• 5.5 计算模型
• 5.6 计算参数
• 5.7 计算结果
• 5.7.1 计算的符号规定
• 5.7.2 挠度结果分析
• 5.7.3 应变和应力结果分析
• 5.8 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文
• 致谢