重載鐵路的發(fā)展離不開橋梁,預應力混凝土連續(xù)箱梁橋以其結構剛度大、受力性能好、抗震能力強等優(yōu)點,在重載鐵路橋梁建設中被廣泛應用。然而,隨著重載列車軸重和運量的不斷提升,許多箱梁橋在運營過程中出現(xiàn)了不同程度的裂縫,影響了結構的耐久性和使用安全。因此,必須對開裂后結構的實際狀態(tài)進行科學的評估,以便選擇適當?shù)木S修加固辦法。目前,國內外對箱梁開裂后狀況的研究還較少,本文以蒙華重載鐵路某特大橋為研究對象,重點分析了箱梁橫向裂縫的成因,并探討了不同開裂狀態(tài)下結構應力和撓度變化規(guī)律。主要研究內容如下:（1）在閱讀了大量文獻的基礎上,總結了混凝土材料的特性,從混凝土自身的屬性出發(fā),探討了箱梁裂縫的形成機理;按照裂縫產(chǎn)生的位置對箱梁裂縫進行了分類,并闡述了箱梁橋裂縫的成因。（2）系統(tǒng)地研究了在進行有限元分析時可采用的裂縫模型、應選取的本構關系以及裂縫的模擬方法,為后文建模計算提供理論依據(jù)。（3）利用Midas Civil建立箱梁橋有限元分析模型,重點選取了溫度和縱向預應力這兩個因素對結構進行分析,得出溫度荷載對箱梁跨中底板內力的影響很大,縱向預應力損失對支座附近的頂板和跨中、邊跨合龍段附近底板內力的影響較... 

【文章來源】：長沙理工大學湖南省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１大秦鐵路?圖１．２朔黃鐵路??

?第一章緒論???較多，裂縫的主要類型包括箱梁頂板的橫向裂縫、底板縱向裂縫和腹板斜裂縫，其中底??板裂縫在變截面段最為嚴重［１５＿問。下圖１．３－１．４為箱梁常見裂縫圖。??一??圖１．３底板縱向裂縫?圖１．４腹板斜裂縫??混凝土的開裂會引發(fā)一系列的問題，首先開裂給外部的氧氣、水分和氯化物等有害??介質接觸混凝土中鋼筋創(chuàng)造了有利條件，這些介質會加速鋼筋的銹蝕，導致鋼筋有效面??積不斷減少。其次開裂還會削弱鋼筋與混凝土之間的粘結力，使橋梁結構的承載能力大??大減弱，縮短橋梁的使用年限，甚至威脅到橋梁的運營安全進而導致事故的發(fā)生［１７］。??１．３裂縫問題的國內外研究現(xiàn)狀??國外對預應力混凝土箱梁橋的裂縫問題的研究始于上個世紀７０年代末。美國學者??Ｐ〇ｄ〇ｌ〇ｙ［１８】于１９８５年從設計和施工角度對混凝土箱梁橋的裂縫成因展開了細致的分析，??并提出了相應的加固維修方案和建議，其主要觀點有：（１）混凝土箱梁橋的開裂是多??種因素共同作用，單一的開裂因素可能不足以導致裂縫的產(chǎn)生。（２）想要完全避免混??凝土出現(xiàn)裂縫是不可能的，在進行箱梁結構設計時需要對危害結構安全的裂縫加以控制，??比如箱梁腹板的斜裂縫和底板的彎拉裂縫。（３）預應力混凝土箱梁橋開裂原因主要包??括橋梁結構抗彎不足；抗剪切能力低；溫度應力被忽略；忽視了預應力鋼束曲率對混凝??土應力的影響；選用的材料強度不足；施工方法不當?shù)取??針對混凝土箱梁橋面板的開裂問題，Ｗｏｎ?ＳｅｏｋＣｈｕｎｇ＾］在混凝土應變分解技術的??基礎上，推導出了混凝土開裂的本構關系矩陣，并利用板殼單元構造了鋼筋混凝土裂縫??模型，以此對開裂后的橋面板受力性能進行了定量評估，最

在沒有受到破壞的情況??下，其穩(wěn)定性較好。但混凝土又是一種脆性材料，抗拉能力很弱，在受拉狀態(tài)下，很容??易產(chǎn)生裂縫。裂縫一旦出現(xiàn)，就會使鋼筋發(fā)生銹蝕、結構的承載力降低、結構的使用壽??命縮短，嚴重威脅到結構的使用安全［２８］。因此，從混凝土材料自身的屬性出發(fā)，探討混??凝土結構裂縫的成因，對于預防和處理裂縫問題有重大的指導意義。??（１）混凝土材料的內部結構??混凝土作為混凝土結構的基本材料之一，與其他建筑材料（木材、金屬、塑料等）??不同。它是由多種形態(tài)、多種物質構成的復合體，如圖２．１所示。??丨粗骨料（卵石或碎石等）、綻骨料（各類砂子）、己結???｜固態(tài)物?１晶凝固的水泥石、摻合料（狩煤灰、礦渣、硅灰等）？??丨甚至還有少細水化的水＿???凝????土?｜罔于搜拌混凝土而未被水化的水、各種外燭劑溶液，以??的?１?！?及尚未結晶固化而以膠體琢式存在的水泥水泥漿體等??組????—?搜梓？凝土時帶入的氣泡、主動Ｄａ入５！氣劑造成的微氣??泡、水泥漿膠體結晶固化以后體積縮小形成的空陳，以??？及由于毛細管作用泌水逸岜蒸發(fā)以后苜下的空？和毛絕??孔道???圖２．１混凝土材料的構成??另外，混凝土在制作、運送和振搗等環(huán)節(jié)中發(fā)生的離析－泌水現(xiàn)象，都會造成混凝??土內部各種物質不均勻分布�；炷羶炔拷Y構及缺陷如圖２．２所示。這種非勻質、多相??態(tài)、復合型的性質，決定了混凝土從里到外都是不連續(xù)的，必然會在表層形成微小的“裂??紋”，在結構內部產(chǎn)生細微的“裂隙”［２９］。所以，混凝土在澆筑成型之前，其內部的缺陷??就己經(jīng)存在，這也是混凝土材料容易產(chǎn)生裂縫的內在原因。??二”．一一午

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[4]既有現(xiàn)澆混凝土空心板橋縱向裂縫分析與處理[D]. 何恒波.長沙理工大學 2016
[5]裂紋損傷對大跨徑預應力砼連續(xù)箱梁橋剛度及承載力的影響研究[D]. 王瑤.長安大學 2014
[6]PC連續(xù)剛構施工過程中的病害處理及加固方法研究[D]. 吳卓成.長安大學 2013
[7]基于開裂損傷的大跨徑預應力連續(xù)梁橋力學性能分析[D]. 王金祥.長安大學 2012
[8]預應力混凝土箱梁橋裂縫及控制研究[D]. 彭留留.西南交通大學 2011
[9]白沙洲大橋混凝土箱梁裂縫成因分析及修補措施研究[D]. 周家權.華中科技大學 2008



本文編號：3468894