混凝土空心板梁橋典型病害機理研究.pdf

1、預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁橋由于結(jié)構(gòu)形式簡單、施工方便、適用性強、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好，為中小跨徑橋梁的首選橋型之一。但這種結(jié)構(gòu)在設(shè)計上還存在一些不完善的地方，影響橋梁結(jié)構(gòu)的使用安全性和耐久性。
　　本文以混凝土空心板梁橋鉸縫開裂、底板縱向裂縫、橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)破損三種典型病害為對象，提出了用“膜層”模擬鉸縫傳力機理的計算模型，以及考慮鉸縫錯動影響的荷載橫向分布系數(shù)計算方法;理論與實測分析了預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁縱向開裂的機理，提出了設(shè)計和施工兩方面的

2、改善措施;通過精細(xì)有限元分析討論了橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力分布特征，提出了拱型橋面連續(xù)裝置以改善其抗破損性能，通過足尺試驗和實橋應(yīng)用檢驗了拱型橋面連續(xù)裝置的有效性。研究成果對公路中小橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計、維護(hù)管理具有理論參考意義和工程應(yīng)用價值。
　　本文主要工作如下:
　　1、通過橋梁橫向彎曲變形特征及鉸縫與梁板之間的黏結(jié)性能分析，提出了采用膜層結(jié)構(gòu)模擬鉸縫傳力性能的三維有限元計算模型，以及考慮鉸縫錯動影響的修正荷載橫向分布系數(shù)計

3、算方法，并驗證了方法的精度;
　　2、采用膜層結(jié)構(gòu)計算模型和修正的荷載橫向分布系數(shù)計算方法，研究了空心板梁橋橫向變形及鉸縫的受力特性，分析了鉸縫病害的形成機理，驗證了鉸縫與梁板之間的黏結(jié)失效是引起鉸縫開裂的主要原因;在此基礎(chǔ)上，提出了用方形鉸縫替代傳統(tǒng)大鉸縫的設(shè)計建議;
　　3、建立空心板橋梁上部結(jié)構(gòu)的精細(xì)化空間有限元計算模型，研究了靜力荷載作用下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)以及車輛移動荷載作用下的車橋耦合振動響應(yīng);
　　4、通過數(shù)值模

4、擬及實測研究，分析了預(yù)應(yīng)力施加過程中空心板梁的空間應(yīng)力分布，探討了底板縱向開裂機理，從設(shè)計和施工兩方面提出了改善措施;
　　5、根據(jù)精細(xì)有限元計算模型分析了傳統(tǒng)拉桿式橋面連續(xù)的破壞機理，檢驗了兩跨梁體相對位移是引起橋面連續(xù)開裂病害的關(guān)鍵因素。提出了拱型橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)，通過比較拱型和傳統(tǒng)型橋面連續(xù)的力學(xué)性能，確認(rèn)了拱型橋面連續(xù)具有改善橋面連續(xù)混凝土抗破損的效果;
　　6、通過足尺模型和實橋靜力試驗，比較了拱型和傳統(tǒng)型橋面連續(xù)的受