雙線鐵路橋墩早期裂縫的成因及對策.pdf

1、在混凝土的收縮及水化熱作用下,雙線橋墩結(jié)構(gòu)如果早期養(yǎng)護不到位,則容易在橋墩墩身出現(xiàn)早期裂縫,從而影響橋墩結(jié)構(gòu)的耐久性及安全性。
　　本文結(jié)合蘭新鐵路第二雙線某特大橋,對雙線橋墩早期裂縫的產(chǎn)生進行了實際探究及有限元分析。論文主要從以下幾個方面,作了深入的研究:
　　(1)通過工程實際分析并結(jié)合相關資料,全面的的論述了雙線橋墩結(jié)構(gòu)早期裂縫形成的原因及其分類。論述了雙線橋墩早期裂縫形成的主要原因,即混凝土的收縮及水化熱影響。

2、>　　(2)對雙線橋墩結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場混凝土的早期力學性能進行了測試,從而得到混凝土的軸心抗拉強度、彈性模量、極限拉伸及收縮變形隨齡期的變化規(guī)律,進而得到任意齡期時混凝土的抗拉強度計算公式。論述了混凝土結(jié)構(gòu)約束應力的計算方法以及裂縫產(chǎn)生的力學條件。
　　(3)通過有限元軟件MIDAS FEA對雙線橋墩結(jié)構(gòu)建立有限元模型,進行有限元分析,得到混凝土收縮及水化熱作用效應的發(fā)展規(guī)律以及產(chǎn)生的溫度及應力變化情況。通過分析的得出,雙線橋墩結(jié)構(gòu)在

3、靠近中線部位產(chǎn)生的拉應力較大,中線兩側(cè)對稱位置拉應力相等,離墩底越高,離中線越遠,拉應力越小。通過對無槽橋墩與開槽橋墩結(jié)構(gòu)的有限元對比分析,得到開槽后橋墩結(jié)構(gòu)同一位置的節(jié)點拉應力小于無槽橋墩結(jié)構(gòu),產(chǎn)生的最大拉應力也減小。開槽后橋墩結(jié)構(gòu)的裂縫比率比無槽橋墩結(jié)構(gòu)大,更有利于避免早期裂縫的形成。
　　(4)通過改變開槽橋墩結(jié)構(gòu)墩身箍筋的布置方式、凹槽的形狀及尺寸等參數(shù),對各種參數(shù)形式下的橋墩模型進行有限元分析。分別在混凝土凈保護層厚度為

4、2cm、5cm、10cm、15cm、20cm的五種箍筋布置方式下,進行有限元模型對比分析,得出箍筋的改變對拉應力的變化不大。分別將開槽橋墩凹槽的形狀假定為圓弧形、矩形、V形,經(jīng)過分析得知,圓弧形凹槽橋墩產(chǎn)生的拉應力最小,V形凹槽橋墩最大。分別將開槽橋墩的凹槽尺寸假定為5cm、10cm、20cm,經(jīng)過分析得知,凹槽尺寸過大過小都會引起橋墩結(jié)構(gòu)拉應力增大,必須選擇合理的尺寸。從而確定更加合理的箍筋布置方式以及最佳凹槽形狀及最佳凹槽尺寸,建議