基于钢筋锈蚀的pc等截面箱梁桥底板开裂研究

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1、分类号：U44，U4510710-2012121049硕士学位论文基于钢筋锈蚀的PC等截面箱梁桥底板开裂研究李城导师姓名职称邬晓光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04月15日论文答辩日期2015年05月30日学位授予单位长安大学TheBottomSlabCrackingResearchBasedontheReinforcementCorrosionofthePCBoxGirderBridgeWithEqualSectionADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandid

2、ate：LiChengSupervisor：Prof.WuXiaoguangChang’anUniversity,Xi’an,China摘要钢筋锈蚀引起的混凝土开裂是造成钢筋混凝土桥梁结构耐久性失效的重要原因，尤其是滨海环境中底板钢筋较多的PC等截面箱梁桥，因外界环境中氯离子浓度较高，干湿交替环境明显，极易引起混凝土内部钢筋锈蚀，造成底板锈胀开裂。而且国内外关于混凝土锈胀开裂的研究主要是针对普通钢筋混凝土构件，对于考虑桥梁运营中荷载作用的混凝土锈胀开裂研究很少，所以研究考虑桥梁运营中荷载作用的混凝土锈胀开裂意义重大。本文以福建某PC等截面箱梁桥为依托，

3、着重研究裂缝调研中发现最多的底板纵向锈胀开裂。1、理论分析钢筋锈蚀引起混凝土开裂的机理，在假定PC等截面箱梁桥底板钢筋均匀锈蚀的前提下，推导钢筋锈蚀后引起的混凝土径向位移（锈胀位移）与钢筋锈蚀率的关系。2、利用MidasCivil建立某PC等截面箱梁桥正常状态下的整体有限元模型，分析在正常施工及运营过程中不同荷载组合作用下箱梁正截面最大应力状态，并在此基础上对正截面受力最不利且纵向裂缝发生较多的梁段建立Ansys局部模型，分析该部分梁体底板横向应力及主拉应力状态，得知在正常施工及运营过程中底板不产生结构受力裂缝，验证了本文重点分析钢筋锈蚀引起PC等截面

4、箱梁桥底板开裂的正确性。3、在正常状态下有限元分析的基础上，研究PC等截面箱梁桥底板纵向钢筋锈蚀后底板混凝土应力分布规律、开裂过程及不同开裂阶段所需径向位移和锈蚀率。（1）PC等截面箱梁桥底板纵向钢筋锈蚀后，引起底板混凝土应力增大，最先造成钢筋周围混凝土初始开裂。随着钢筋的不断锈蚀，底板外侧混凝土出现可见裂缝，钢筋继续锈蚀，内部裂缝向外扩展，外部裂缝向内扩展，最后裂缝沿着锈蚀钢筋垂直或斜向贯通整个底板混凝土保护层。（2）角区及单根钢筋锈蚀引起底板可见锈胀裂缝时所需径向位移和锈蚀率更小，更易造成底板纵向可见锈胀开裂。（3）角区及多根钢筋锈蚀时对桥梁结构损

5、伤更为严重，可能会造成底板混凝土保护层整块或整体脱落。4、相同外界条件下，考虑运营中荷载组合作用的PC等截面箱梁桥更容易产生底板可见纵向锈胀裂缝，建议从材料、设计、施工和管养四个方面采取相关措施进行控制。关键词：PC等截面箱梁桥，钢筋锈蚀，底板开裂，裂缝控制IAbstractThecorrosivecrackingofconcretecausedbyreinforcementcorrosionisanimportantreasontocausefailureofdurabilityofreinforcedconcretebridgestructures

6、.EspeciallyPCboxgirderwithequalsectionunderthemarineenvironmentiseasytocausethecorrosivecrackofslab，becauseofthechlorideconcentrationishigherinthemarineenvironment,dry-wetalternateenvironmentisobviousandslabreinforcementismore.Andthestudyofcorrosivecrackingofconcreteathomeandabr

7、oadmainlyforordinaryreinforcedconcretemember,theresearchofcorrosivecrackingofbridgesthatconsideringthenormaloperatingloadislittle.Sotheresearchofthebridgecorrosivecrackingthatconsideringtheoperationhasgreatsignificance.ThispapertakeaPCboxgirderasthesupportprojecttoresearchlongit

8、udinalcracksinthebottomplatecausedbyreinforceme