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高等级公路桥梁空心板开裂原因分析研究

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第一章绪论

1.1本文研究的意义

1.2空心板梁桥的发展过程

1.2.1空心板梁桥的设计发展过程

1.2.2空心板梁桥施工发展过程

1.3预应力混凝土空心板桥的应用现状及特点

1.3.1预应力混凝土空心板桥的应用现状

1.3.2预应力混凝土空心板的特点

1.4我国现役预应力混凝土空心板梁桥的病害及原因

1.5依托工程及主要病害

1.6本文研究的主要思路及内容

第二章混凝土裂缝理论及荷载横向分布理论

2.1混凝土材料相关性能

2.1.1混凝土的组成

2.1.2混凝土的收缩徐变

2.1.3混凝土的热性能特征值

2.1.4混凝土的抗拉强度和极限拉伸应变

2.2裂缝的基本理论

2.2.1变形裂缝理论

2.2.2微观裂缝理论

2.2.3荷载裂缝理论

2.2.4国内外裂缝控制标准

2.3荷载横向分布理论

2.3.1荷载横向分布系数性质

2.3.2荷载横向分布系数计算方法

2.3.3空心板梁荷载横向分布系数计算方法

第三章空心板结构有限元数值分析

3.1空心板桥平面杆系有限元计算

3.1.1平面杆系有限元计算概况

3.1.2计算结果

3.2空心板桥三维仿真计算

3.2.1单梁实体分析

3.2.2整体板实体分析

3.3小结

第四章预应力空心板桥开裂原因分析

4.1引言

4.2依托工程简介

4.2.1重庆渝合高速

4.2.2重庆渝黔高速

4.2.3重庆上界高速

4.3空心板桥病害情况

4.4空心板桥设计比较

4.5空心板桥开裂原因分析

4.5.1设计方面的原因

4.5.2材料方面的原因

4.5.3施工方面的原因

4.5.4通车运营阶段的影响

4.6小结

第五章结论与建议

5.1结论

5.2建议

致谢

参考文献

在学期间的科研成果及发表的论著

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摘要

随着我国公路建设的迅速发展,预应力空心板桥因其跨越能力较大、施工方便、可大批量工厂化集中预制等诸多优点,使其在桥梁建设中,特别是高等级公路中得到了广泛的应用。目前,在重庆已建成高速公路的桥梁中,跨径为16~30m的大、中小桥梁多采用装配式的预应力混凝土空心板简支梁桥。在对重庆高速公路桥梁的养护检查中发现,空心板桥出现的病害较多,其中最为突出典型的病害是空心板板底出现了较为严重的沿行车方向的纵向裂缝,这些裂缝有的贯穿整跨。 据此本文以混凝土裂缝理论、空心板桥设计理论、桥梁空间理论以及空间有限元分析为基础,对空心板的受力状况进行研究,系统分析空心板桥纵向裂缝的成因。首先,从实用空间计算理论出发,对空心板横向分布系数计算方法进行了研究。其次,对重庆渝合、重庆渝黔、重庆上界高速上的预应力空心板桥进行结构计算,分析设计差异及其影响程度。然后,以重庆上界高速上的华岩寺大桥为例进行单梁和整体板的实体有限元分析。最后,从设计、施工、运管使用阶段方面综合分析高等级公路空心板纵向开裂的原因,并对设计和施工提出建议和改进措施。

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