基于超參殼元的混凝土箱梁橋斜裂縫問題分析與研究.pdf

1、大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋開裂目前已成為橋梁嚴(yán)重病害之一，日益引起橋梁設(shè)計(jì)者和使用者的關(guān)注和重視，是近年來國(guó)內(nèi)橋梁界研究的熱點(diǎn)問題。箱梁開裂現(xiàn)象普遍發(fā)生，對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力和耐久性有很大影響。研究箱梁開裂機(jī)理和尋求有效的防治措施，已成為橋梁工程界迫切需要解決的問題。本文結(jié)合國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）“大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋長(zhǎng)期下?lián)虾烷_裂的控制研究”，從預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋空間應(yīng)力分析入手，研究箱梁橋腹板斜裂縫問題，改進(jìn)和完善目前

2、箱梁橋設(shè)計(jì)過程中使用的抗裂計(jì)算方法。主要研究工作包括:
　　 (1)基于實(shí)體退化板殼有限元理論，在8節(jié)點(diǎn)40自由度板殼單元中嵌入預(yù)應(yīng)力鋼束，解決了采用板殼單元分析大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋時(shí)預(yù)應(yīng)力、混凝土收縮、徐變等荷載（作用）效應(yīng)計(jì)算與公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范結(jié)合的問題。開發(fā)了考慮預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋施工特點(diǎn)并具有較強(qiáng)前后處理功能的空間應(yīng)力分析軟件BGBVA。
　　 (2)以一座預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋和一座預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋

3、為例，采用BGBVA和Midas分析了施工階段和運(yùn)營(yíng)階段箱梁在恒載、預(yù)應(yīng)力、活載、收縮、徐變和溫度作用下的空間應(yīng)力。找出了桿系程序與板殼單元程序分析結(jié)果的差異及與箱梁開裂的關(guān)系。通過空間應(yīng)力分析結(jié)果明確了箱梁截面最大主拉應(yīng)力的位置。
　　 (3)利用已有的關(guān)于箱梁橋混凝土及橋面鋪裝超方、預(yù)應(yīng)力損失、箱梁內(nèi)外表面溫差等現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及實(shí)測(cè)資料，有針對(duì)性地分析了這些設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋截面最大主拉應(yīng)力的影響，得出了大跨徑預(yù)應(yīng)

4、力混凝土箱梁橋截面實(shí)際主拉應(yīng)力超限的原因在于設(shè)計(jì)分析中對(duì)混凝土超方和箱梁內(nèi)外表面溫差考慮不足。
　　 (4)根據(jù)采用板殼單元程序分析大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋空間應(yīng)力的結(jié)果，分析了大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土箱形梁的剪力滯系數(shù)、活載應(yīng)力放大系數(shù)以及腹板豎向應(yīng)力的計(jì)算，對(duì)現(xiàn)行公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范提供的主拉應(yīng)力計(jì)算公式進(jìn)行了修正。根據(jù)箱梁空間受力特征提出了控制箱梁開裂的二軸強(qiáng)度準(zhǔn)則，并結(jié)合一座大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的裂縫觀測(cè)，對(duì)按混凝土二軸強(qiáng)度