预应力混凝土连续刚构桥裂缝分析及加固研究

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1、分类号：U44，U4510710-2012121105硕士学位论文预应力混凝土连续刚构桥裂缝分析及加固研究杨虎城导师姓名职称刘来君教授申请学位级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15论文答辩日期2015年5月30日学位授予单位长安大学AnalysisandReinforcementforCracksofPrestressedConcreteContinuousRigidFrameBridgeADissertationSubmittedfortheDegreeofMaste

2、rCandidate：YangHuchengSupervisor：Prof.LiuLaijunChang’anUniversity,Xi’an,China摘要预应力混凝土连续刚构桥梁以其合理的受力和良好的行车性能在我国桥梁领域众多桥型里占据数量上主导地位，对我国公路交通运输业发挥着极其重要的作用。大跨径预应力混凝土连续刚构桥具有较大的跨越能力和较强的适应性的优势，广泛应用于我国高原山区。然而，由于其材料本身、环境因素以及载荷条件的变化，使得连续刚构桥在运营阶段出现不同程度损伤。根据对现有预应力混

3、凝土连续刚构桥梁病害的调查分析，主要损伤病害为中跨挠度变形量过大和梁体不同部位裂缝，裂缝分布形式和分布位置对主梁截面的刚度也有一定的削弱作用，进而促使桥梁下挠，故梁体裂缝和挠度之间息息相关的。本文以云南省大保高速公路一座预应力混凝土连续刚构桥为依托工程。首先，运用有限元分析软件MidasCivil对运营阶段引起裂缝产生的主要因素进行分析，研究活荷载、预应力收缩、温度作用以及收缩徐变对桥梁结构内力和应力的影响规律。其次，根据以上因素对内力的影响规律，结合桥梁所在地的运营环境和交通量，对桥梁实际运营

4、情况的受力状态进行近似模拟。再次，根据有限元理论分析结果并结合该桥梁外观检测报告，选取裂缝分布密集的梁段运用有限元分析软件ABAQUS建立有限元模型进行细部分析，以梁块最不利裂缝为基础运用混凝土断裂力学知识计算梁段在外荷载作用下裂缝的断裂力学参数，定量分析裂缝的受力特性，定性的判断裂缝的表现形式，进而可以评估裂缝对桥梁结构的影响，为桥梁加固提供依据。最后，结合依托工程分析以体外预应力钢束为例的主动加固法，得出不同位置的体外预应力钢束对结构承载力和裂缝控制的作用是不同的，进而对加固效果性进行评价。

5、通过计算裂纹断裂参数及其扩展情况，计算桥梁结构在使用荷载作用下结构的损伤状况，根据分析结果选择适当的加固方法，并对此桥提出加固方案建议，为桥梁结构维修加固提供经济性与安全性的依据。关键词：连续刚构桥，内力，裂缝，断裂力学，加固IAbstractWithitsreasonableMechanicalbehaviorandgooddrivingperformance,prestressedconcretecontinuousrigidframebridgeoccupyadominantpositio

6、ninquantityonmanytypesofbridgeinourcountry.Itplaysanextremelyimportantroleintheroadtransport.Largespanprestressedconcretecontinuousrigidframebridgehasalargercrossingcapacityandstrongadaptability.Itiswidelyusedinchinamountainplateau.However,duetochang

7、esinthematerialitself,environmentalfactors,andloadingconditions,Continuousrigidframebridgehasvaryingdegreeofdamageduringitsoperationalphases.AccordingtothesurveyandanalysisofDiseasesforexistingprestressedconcretecontinuousrigidframebridge,itsmajordam

8、ageistheverticaldeflectionofthemid-spanandcracksinthedifferentlocationsofboxbeam.Crackslocatedinthepartofthebeamwithspecificdistributionformweakentherigidityofbeamsectionandpromotethelagerdeflection.Soitiscloselyrelatedtothebeamcrackanddeflectionofmi