混凝土桥塔既有竖向裂缝温变特性研究

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1、分类号：U44；U4510710-2012121065硕士学位论文混凝土桥塔既有竖向裂缝温变特性研究李光跃导师姓名职称黄平明教授申请学位类别硕士学科专业名称桥梁与隧道工程论文提交日期2015年4月20日论文答辩日期2015年5月30日学位授予单位长安大学Studyontemperaturechangecharacteristicofconcretebridgetowers’existingverticalcracksADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiGu

2、angyueSupervisor：Prof.HuangPingmingChang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下,独立进行研宄工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：j^2吵年r月4日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享

3、有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。(保密的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：

4、>少年上月4曰导师签名:•^丨乂年夕月巧日摘要近些年来斜拉桥、悬索桥混凝土桥塔在使用过程中出现了很多裂缝，这些裂缝主要为竖向裂缝。经初步判断，在诸多引起混凝土桥塔产生竖向裂缝的因素中，温变效应是一个重要的影响因素。国内外学者在混凝土桥梁上部结构裂缝与温变效应方面做了大量的研究工作，提出了一系列有关混凝土结构裂缝和温度应力的计算方法，

5、但是在混凝土桥塔竖向裂缝与温变效应方面的研究还没有一套完整的理论供实际工程参考，仍存在需要进一步研究的内容。本文通过对某一混凝土桥塔温度场和裂缝变化进行实际观测并建立有限元模型，对混凝土桥塔的温度场分布、应力场分布、裂缝分布形态及其影响因素和防裂修复措施进行了详细的研究。主要内容包括：1、论述了国内外混凝土桥梁温度场分布、温度应力及裂缝的研究现状，提出了研究中存在的不足之处，归纳总结了国内外混凝土结构温变效应和断裂力学相关理论。2、以某一混凝土桥塔作为研究对象，观测了冬春两季混凝土桥塔的温度场分布情况及裂缝宽度随温度变化的扩展

6、闭合状态，对温度场随时间的变化情况进行了分析。3、建立了桥塔实体模型，对桥塔结构沿高度方向和截面长宽方向的应力分布情况进行了计算分析，验证了温变效应是引起混凝土桥塔产生竖向裂缝的重要因素这一判断。4、基于混凝土结构断裂力学和温变效应理论，结合桥塔竖向裂缝的观测数据建立存在竖向裂缝的混凝土桥塔节段模型，对裂缝在不同温差荷载工况下的宽度变化进行计算分析。分析总结了温变条件下竖向裂缝宽度值变化情况。5、分析了除温变效应以外,引起混凝土桥塔产生竖向裂缝的原因并从设计、施工两个阶段出发提供了相应的裂缝控制措施。最后根据裂缝不同的开裂程度

7、，提供了相应的修复方法。关键词：混凝土桥塔，竖向裂缝，温变效应，空间应力场，温度场，防裂措施本文得到了国家自然科学基金（51408484）的资助，基金名称为既有裂纹的混凝土箱形桥墩（塔）结构在自然温变下的损伤及评价研究。IAbstractInrecentyears，Cable-stayedbridgeandsuspensionbridgeintheuseofconcretebridgetowers,therearemanycracksintheprocessofthecracksaremainlyverticalcracks,

8、causethecrackingofconcretebridgetowersinalotoffactors,thetowerwalltemperaturedifferencebetweeninsideandoutsidesurfaceisanimportantinfluencingfactors.Scholarstodoalotofresearchworkinbridgeconcretecracksandtemperatureeffect,putforwardaseriesofconcretecracksandthecalcu

9、lationmethodoftemperaturestress,butinthecracksandtemperatureeffectofconcretebridgetowersisstillnoasetofcompletetheoreticalreferenceforprac