混凝土箱梁的短期與長期受力性能.pdf

1、體外配置碳纖維(CFRP)筋預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁箱梁將成為新建橋梁結(jié)構(gòu)修建和現(xiàn)有橋梁結(jié)構(gòu)加固的一種較好的結(jié)構(gòu)形式，而國內(nèi)外有關(guān)該方面的研究尚未見文獻(xiàn)報(bào)道。目前對混凝土連續(xù)箱梁的受力性能研究多局限在短期彈性受力階段，有關(guān)混凝土連續(xù)寬箱梁開裂后的結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布和長期受力性能等方面的研究很少。針對目前很多混凝土薄壁箱梁普遍存在開裂嚴(yán)重等病害現(xiàn)象，本文對混凝土薄壁箱梁的短期與長期受力性能進(jìn)行了深入研究，以探求混凝土薄壁箱梁的長期受力性能，本文完成了

2、以下主要工作： (1) 對配置體外CFRP筋預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁箱梁進(jìn)行了短期受力性能試驗(yàn)，根據(jù)換算截面法和變分原理，推導(dǎo)了開裂混凝土簡支箱梁均布荷載作用、集中荷載作用下截面的剪力滯系數(shù)分布規(guī)律。分析表明：考慮混凝土開裂引起跨中截面翼緣有效分布寬度系數(shù)的變化在5％以內(nèi)。 (2) 對鋼筋混凝土連續(xù)箱梁進(jìn)行了短期受力性能試驗(yàn)，由于混凝土開裂和橡膠支座不均勻沉降將引起連續(xù)梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布。運(yùn)用變分原理采用解肢法和換算截面法對連續(xù)箱

3、梁均布荷載作用下的剪力滯效應(yīng)進(jìn)行了分析。分析表明：邊跨邊支座至反彎點(diǎn)間的簡支梁段、反彎點(diǎn)之間的簡支梁段在混凝土開裂后，開裂點(diǎn)附近均出現(xiàn)負(fù)剪力滯效應(yīng)，混凝土開裂引起中間支座截面翼緣有效分布寬度系數(shù)較彈性狀態(tài)偏大，按變分原理偏大9.1％～14.8％，按試驗(yàn)結(jié)果偏大7.7％～13.7％?；炷灵_裂引起跨中截面翼緣有效分布寬度系數(shù)的變化在4％以內(nèi)。 (3) 對10根混凝土矩形截面梁，包括6根普通鋼筋混凝土梁和4根CFRP片材加固梁進(jìn)行了

4、673d的長期受力性能試驗(yàn)，運(yùn)用徐變換算截面法預(yù)測了長期撓曲變形。研究表明：碳纖維片材對混凝土梁的長期撓曲變形影響很?。粚FRP片材加固梁進(jìn)行了參數(shù)分析；對鋼筋混凝土梁的截面應(yīng)力進(jìn)行了分析，與實(shí)測結(jié)果吻合較好；按現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范能較好地預(yù)測混凝土矩形截面梁的長期撓曲變形。 (4) 對體外配置CFRP筋預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁箱梁均布荷載作用下的長期受力性能進(jìn)行了1001d的試驗(yàn)研究。長期荷載作用引起受拉鋼筋的應(yīng)變變化相對較小，受壓鋼筋的應(yīng)

5、變變化相對較大，頂板壓應(yīng)變分布呈均勻分布趨勢。按現(xiàn)行規(guī)范JTGD62-2004計(jì)算薄壁箱梁特征裂縫寬度時(shí)，建議取與構(gòu)件受力性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)C<,3>=1.25，采用規(guī)范GB 50010-2002計(jì)算最大裂縫寬度時(shí)，建議取構(gòu)件受力特征系數(shù)α<,cr>=2.7，此時(shí)裂縫寬度理論值與實(shí)測值吻合較好。采用徐變換算截面法分析了預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁持續(xù)荷載作用下的截面應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律，理論計(jì)算值與實(shí)測結(jié)果吻合較好。運(yùn)用雙線形法和截面曲率法分別對預(yù)應(yīng)力混凝

6、土箱梁的長期撓曲變形進(jìn)行預(yù)測，持荷1001d實(shí)測跨中撓度增大系數(shù)較現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定值偏大18.5％，建議取長期撓度增長系數(shù)η<,θ>=2.45，此時(shí)長期撓度變形理論預(yù)測值與實(shí)測結(jié)果吻合較好。 (5) 對鋼筋混凝土連續(xù)箱梁均布荷載作用下的受力性能進(jìn)行了1006d的試驗(yàn)研究，受拉鋼筋的應(yīng)變增長相對較小，受壓鋼筋和受壓混凝土的應(yīng)變增長相對較大，且跨中截面的壓應(yīng)變增長較中間支座截面顯著，受壓翼板應(yīng)變分布呈均勻分布趨勢。對試驗(yàn)?zāi)Ｐ统趾?006