施加横向预应力的装配式空心板桥力学性能分析

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1、目录5.1本文的主要结论..........................................................................................855.2进一步研究和建议......................................................................................86参考文献....................................................................................

2、.............87致谢.......................................................................................................89III万方数据1绪论1绪论1.1研究背景及意义国民经济的发展与公路交通事业的发展密切相关，相互促进。21世纪以来我国公路交通建设事业随着国民经济的增长而得到了迅速发展，公路桥梁建设取得了巨大成就。据交通运输部统计，2014年末与2013末相比，全国公路总里程、全国公路密度、全国高速公路里程、全国高速公路车道里程都有突飞猛进的增长，分别达

3、到446.39万公里、46.5公里/百平方公里、11.19万公里、49.56万公里。全国公路桥梁比2013年末增加2.18万座、280.09万米，达75.71万座、4257.89万米。其中，大桥72979座、1863.01万米，特大桥梁3404座、610.54万米。由此可见，中小桥梁在全国桥梁中所占的比重相当大，有着不可或缺的[1]地位。装配式预应力混凝土空心板桥是我国最常用的桥型之一，得到了广泛的应用，对公路交通事业做出了重要贡献。装配式预应力混凝土空心板桥和其它桥型相比具有诸多优势：空心板由于“空心”，减轻了桥梁结构的自重，但仍保持了较好的抗弯和抗扭性能；装配式预应力混凝

4、土空心板桥结构形式简单，建筑高度较低，用材经济，可以大批量标准化生产，且单板在运输和吊装过程中稳定性好，施工简单，可以大大缩短了建桥工期。装配式预应力混凝土空心板桥各块空心板之间通过现浇企口缝混凝土进行横向连接，使各块空心板能够协同工作，保证空心板桥受力的空间整体性，防止单板受力的情况发生。随着装配式预应力混凝土空心板桥服役期的延长，特别是车辆超载现象日益严重，同时加上自然环境的影响、施工工艺条件有限、某些局部设计不合理等因素综合作用，现役的多数预应力混凝土空心板桥出现了或轻或重的病害。而病害集中体现在装配式空心板桥横向连接失效的问题上，也就是铰缝遭到了破坏。一旦铰缝遭到破坏

5、，各块空心板间的横向连接失效，当车载作用于某一块空心板时，其它空心板就不能替其分摊荷载，全部轮重就由该空心板单独承受，也就是所谓的“单板受力”。单板受力使空心板的挠度增加，承载力明显下降，这时在车辆荷载作用下，空心板的状态已经超越正常使用状态，甚至超出了极限使用状态。空心板跨中挠度最大，正弯矩也最大，在1万方数据1绪论车辆荷载长期作用下会开裂。随着时间的推移，裂缝会不断加深和变大，如果裂缝的开展导致空心板保护层失效，板内的钢筋就会裸露在空气中，一旦遇到雨水的侵蚀，钢筋就会不断地锈蚀，进而导致钢筋附近的混凝土涨裂，空心板的耐久性遭到了严重破坏，影响空心板桥的正常运营。单板受力除

6、了引起空心板本身损坏之外，对桥梁其它方面危害也不容小觑，如还可能导致空心板桥支座的损坏、伸缩装置的损坏、铺装层沿桥面纵向的开裂塌陷，这些危害都严重破坏了桥面的平整度，影响到了行车舒适性和安全性。铰缝病害削弱了各块空心板之间的横向联系，降低了装配式空心板桥的正常承载能力，严重威胁到行车安全。为了恢复装配式空心板桥的正常交通运输功能，需要花大量的资金去养护和加固这类出现病害的桥梁，在付出巨大人力、物力、财力的同时可能收效甚微。因此对装配式空心板梁桥空间整体性进行研究，优化空心板桥横向连接的形式，提出新型装配式空心板桥是十分必要的。力争从源头上消除装配式空心板桥铰缝病害，提高空心板

7、桥的空间整体性、承载能力、耐久性和行车舒适性，降低养护维修成本，保证公路交通的安全性。1.2国内外研究现状装配式预应力混凝土空心板桥因其具有诸多优点在桥梁工程中得到广泛的应用，在中小跨径桥梁中占有较大的比重。但装配式空心板桥在横向连接上存在不足，导致装配式空心板桥在投入运营一段时间后出现横向联系的损坏，情况严重时引起装配式空心板桥单板受力，影响桥梁的正常使用。为了消除装配式空心板桥铰缝病害，防止单板受力情况的发生，国内外学者对装配式空心板桥的铰缝破坏机理、横向连接方式、加固和空心板桥的优化设计进行了大量