预应力混凝土刚构桥变形病害问题的研究

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现有的预应力混凝土刚构桥经过长期运营后,出现了跨中变形现象。刚构桥跨中变形一方面会改变桥梁曲线,产生非正常荷载;另一方面会跨中变形常常伴随着梁体开裂,影响桥梁的正常使用。很显然,这些都将直接影响到桥梁运营的安全,因此预应力混凝土刚构桥的跨中变形问题成为了亟需解决的问题。 致使跨中变形有很多因素:施工过程中,移动挂篮、浇筑梁段、张拉预应力筋和体系转换等主要施工工序,对跨中变形有着不同的影响;运营过程中,在结构自重、桥面铺装及附属设施等二期恒载和活载这些竖向荷载的作用下,桥跨结构也将变形,此外,预应力、温度变化,收缩徐变等因素也产生了不同的下挠值。本文以广东省佛山市南海区桂和公路雅瑶立交桥为工程背景,通过建立杆系有限元计算模型,详细计算分析施工中和成桥后的各种因素引起的跨中变形值,了解这些因素的主次关系,从而了解刚构桥跨中变形机理。与现场测得的数据比较,计算结果较为接近。 目前较为成熟和盛行的收缩徐变计算理论基本上都是素混凝土收缩徐变理论。用素混凝土的理论计算钢筋混凝土结构的收缩徐变必然会有一定偏差。本文在混凝土结构的收缩徐变计算理论的基础上,引入配筋率影响函数来对钢筋混凝土的收缩徐变问题进行计算。根据长沙交通学院收缩徐变的实验数据,本文拟合出配筋率影响函数的表达式,并通过谢叠大桥的实测数据对其工程适用性进行验证,然后运用到雅瑶立交桥的收缩徐变计算中。本文还考虑到由于设计、施工和运营等各方面因素可能造成预应力损失,建立了预应力度分别为0,0.4,0.67,0.80和0.95的五个模型,计算各个模型在各种因素作用下的跨中下挠值,研究了预应力度对跨中下挠的影响。
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