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预应力混凝土空心板纵向裂缝成因分析研究

作　者: 刘家奎
导　师: 陈斌
学　校: 重庆交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 预应力混凝土空心板纵向裂缝汽车超载有限元分析参数分析
分类号: U445.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

预应力混凝土空心板桥由于其构造简单、受力明确、施工方便、可大批量工厂化集中预制等优点是高速公路中、小跨径桥梁中的常用桥型。在近年来已建成的高速公路桥梁中,跨径为16-30m的桥梁大部分都采用装配式预应力混凝土空心板桥。其在带来良好经济效益的同时,也出现了一些典型的病害。其中最为典型的病害是空心板梁底的纵向裂缝。本文以混凝土裂缝理论、桥梁空间理论以及实体有限元分析为基础,对空心板进行研究,找出空心板桥纵向裂缝的根本成因。为同类桥的设计、施工、营运管理提供一些理论参考。①对高速公路上的某预应力混凝土空心板桥进行单梁实体模型分析和整体板分析,结果表明忽略纵截面的抗裂验算易造成横向抗力不足而出现纵向裂缝。②通过理论考虑汽车超载分析结果表明,在超载时底板横向拉应力过大会导致底板纵向开裂,且底板纵向比横向先开裂。③对空心板进行底板横向拉应力的影响参数分析,分析结果表明增加底板厚度和跨中增设横隔板可以有效减小底板横向拉应力。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-19
  1.1 本文研究的背景和意义  8-9
  1.2 预应力混凝土的等级与分类  9
  1.3 预应力混凝土结构的优势  9-10
  1.4 预应力混凝土空心板桥的发展过程  10-12
    1.4.1 起步阶段  11
    1.4.2 发展阶段  11-12
    1.4.3 空心板梁的现状  12
  1.5 空心板桥的主要结构形式  12-14
  1.6 现役预应力混凝土空心板梁桥开裂状况及原因  14-17
  1.7 本文研究的内容  17-19
第二章混凝土裂缝分析基本理论  19-34
  2.1 预应力结构中裂缝的分布  19-21
  2.2 裂缝计算理论  21-23
  2.3 裂缝的基本理论  23-31
    2.3.1 变形裂缝理论  23-28
    2.3.2 微观裂缝理论  28-30
    2.3.3 荷载裂缝理论  30-31
  2.4 国内外设计规范分析  31-33
    2.4.1 我国规范分析  31-32
    2.4.2 国外规范分析  32-33
  2.5 本章小结  33-34
第三章汽车超载作用下空心板受力分析  34-59
  3.1 桥梁设计概况  34
  3.2 空心板底板纵向裂缝的病害统计结果及初步原因分析  34-35
  3.3 我国汽车荷载的规定  35-41
    3.3.1 新规范汽车荷载计算方法  35-37
    3.3.2 旧规范汽车荷载计算方法  37-38
    3.3.3 新旧规范公路桥梁汽车荷载的对比  38-39
    3.3.4 汽车超载运输的现状  39-41
  3.4 桥梁承载力的安全储备分析  41-42
    3.4.1 计算理论的安全度  41-42
    3.4.2 材料的强度储备  42
    3.4.3 构造上的承载潜力  42
  3.5 空心板桥三维仿真分析  42-57
    3.5.1 汽车荷载作用的确定  42-43
    3.5.2 实桥有限元建模资料  43-45
    3.5.3 空心板桥单梁实体有限元检算  45-48
    3.5.4 张拉阶段空心板单板实体分析  48-50
    3.5.5 整体板实体分析  50-57
  3.6 本章小结  57-59
第四章空心板底板纵向开裂影响因素分析  59-73
  4.1 空心板底板纵向开裂的畸变分析  59-63
  4.2 各板件厚度对底板横向应力的影响  63-67
    4.2.1 底板厚度对横向拉应力的影响  63-65
    4.2.2 腹板厚度对横向拉应力的影响  65-66
    4.2.3 跨中增设横隔板对横向拉应力的影响  66-67
  4.3 底板普通钢筋配筋率对横向拉应力的影响  67-68
  4.4 材料方面的原因  68-69
  4.5 预应力损失的影响  69-70
  4.6 综合因素影响下空心板底板纵向开裂分析  70-71
  4.7 本章小结  71-73
第五章结论与展望  73-75
  5.1 结论  73-74
  5.2 展望  74-75
致谢  75-76
参考文献  76-78
在学期间发表的论著及取得的科研成果  78

预应力混凝土空心板纵向裂缝成因分析研究

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