施工简便等可取之处

作者:admin 来源:未知 点击数: 发布时间:2018年12月31日

  PCbox girder bridge DissertationSubmitted MasterCandidate:Kou Yongda Supervisor:Prof.Wu Xiaoguang Chang’an University, Xi’an, China PC小箱梁桥因其布局受力合理且造价成本较低等诸多长处,普遍使用于我国高速 公路扶植中。可是,在施工、运营期间,小箱梁的分歧部位呈现了分歧程度的开裂现象, 若处置不及时或处置办法不妥,裂痕有可能进一步开展,以至会风险到桥梁的平安性, 影响桥梁的耐久性,大大缩短桥梁的利用寿命。对此,工程界火急需要对小箱梁的开裂 成因给出谜底,从而尽可能防止裂痕的发生。 本文在引见了PC 小箱梁桥的成长过程,利用特点,设想现状及开裂病害,并查阅 了国表里对小箱梁桥开裂成因研究的相关文献的根本上,针对PC 小箱梁桥的开裂病害, 以福建地域为例,在对泉三高速南惠干线、福宁高速上的PC 小箱梁桥进行了大量的实 地裂痕普查,总结出PC 小箱梁桥的典型裂痕为箱梁底板纵向裂痕。接着,从设想阶段, 材料使用,施工阶段与运营办理阶段方面临PC 小箱梁底板纵向开裂成因进行了定性分 析。操纵Midas Fea 土木公用非线性软件对PC 小箱梁在施工期间预应力的偏位及预应 力偏位与超张拉分析感化能否会导致箱梁底板发生纵向裂痕进行了仿真阐发计较,通过 对分歧预应力偏位程度及超张拉多种阐发工况的计较成果阐发比力,最终获得单片小箱 梁在施工阶段期间,个体预应力钢束的偏位或偏位与超张拉的分析感化对箱梁底板纵向 开裂影响程度较低,箱梁底板纵向开裂更有可能是底板钢筋缺失或施工时混凝土浇筑不 密实,张拉预应力钢束时混凝土强度不足及庇护层厚度不满足要求等要素,导致后期运 营中底板开裂。最初对PC 小箱梁在设想阶段、材料使用、施工阶段及运营办理阶段提 出了相关的防裂办法。 环节词:PC 小箱梁 裂痕 成因Midas Fea 防裂办法ng FujianProvence typicalcrack bottomlongitudinal cracksfound Funingsuper highways.Design, material application, construction operationalstages were all analyzed longitudinalcracking. furtherassess pre-stressedoffset pre-stressedsuper tension boxgirders,the author analyzed PCbox girder conditional use using Midas Fea finite element software.Through differingpre-stressed deviation degrees pre-stressedsuper tension, authorfinallyconcluded pre-stressedtendons deflection supertension causedbybox girder bottom longitudinalcracks.PC box girder bottom longitudinalcracks morelikely tooccur constructionperiod. Due steelbars used, concretevibrator smallbox girder, later operations revealed bottomplate had been subjected lateralforce grewlongitudinalcracks. Finally,the author put forward some prevention measures,on designstage, materials application, bothconstruction operationstages. Key words:PC box girdercrackscauseMidas Feaanti-cracking measures iii 第一章绪论 1.1PC 小箱梁桥概述 1.1.1小箱梁桥的成长 1.1.2小箱梁桥的特点 1.2PC 小箱梁桥的使用现状 1.2.1小箱梁桥的设想情况 1.2.2小箱梁桥开裂现状 1.3国表里研究现状 1.3.1国内研究现状 1.3.2国外研究现状 1.4本文次要研究内容 第二章PC 小箱梁桥裂痕调研及典型裂痕统计 2.1裂痕节制目标 2.2裂痕分类及其发生的缘由 2.2.1收缩裂痕 2.2.2温度裂痕 112.2.3 荷载裂痕 112.2.4 根本变形惹起的裂痕 122.2.5 钢筋锈蚀裂痕 122.3 福建省PC 小箱梁桥裂痕统计 132.3.1 福建省PC 小箱梁桥概述 132.3.2 裂痕统计的挨次 132.3.3 裂痕统计成果 142.3.4 典型裂痕 152.4 本章小结 16第三章 PC 小箱梁底板纵向开裂成因阐发 173.1 设想成因阐发 173.1.1 老设想规范的不完美 173.1.2 PC 小箱梁底板厚度偏薄 183.2 材料成因阐发 183.2.1 混凝土的徐变、收缩对桥梁的影响 18iv 3.2.2 混凝土的温度对小箱梁的影响 203.3 施工成因阐发 223.3.1 预应力孔道偏位 223.3.2 预应力钢束超张拉 223.3.3 钢筋庇护层厚度不足 233.4 运营办理成因阐发 233.4.1 超载车辆感化 233.4.2 温度感化 233.5 本章小结 24第四章 PC 小箱梁开裂机理无限元仿线 Midas Fea 简介 254.2 工程概况及建模思惟 254.2.1 工程概况 254.2.2 建模思惟 274.3 所用单位及材料本构 274.3.1 实体单位 274.3.2 钢筋单位 284.3.3 预应力钢筋单位 284.3.4 本构关系 284.4 荷载、束缚及阐发工况的成立 294.4.1 荷载、束缚的施加 294.4.2 成立阐发工况 304.5 计较成果阐发 314.5.1 箱梁竖向位移 314.5.2 箱梁应力 354.5.3 箱梁底板钢束预应力 384.5.4 箱梁开裂形态 424.5.5 计较成果阐发 454.6 本章小结 45第五章 PC 小箱梁防裂办法研究 475.1 设想阶段防裂办法 475.1.1 计较方式 475.1.2 防裂办法 5.2选材防裂办法 485.2.1 水泥 485.2.2 485.2.3 485.2.4 骨料 495.2.5 外加剂 495.2.6 掺和料 505.2.7 拌和用水 505.3 施工阶段防裂办法 505.3.1 混凝土浇筑节制办法 505.3.2 混凝土养护节制办法 515.3.3 预应力张拉节制办法 525.4 运营阶段防裂办法 535.4.1 严禁超载车通行 535.4.2 注重桥梁检测 535.5 本章小结 53结论及瞻望 55结论 55研究瞻望 55参考文献 57称谢 61长安大学硕士学位论文 第一章绪论 1.1 PC 小箱梁桥概述 1.1.1 小箱梁桥的成长 二十世纪七十年代,我国第一座先张PC 小箱梁桥在上海建成。该桥所用预应力材 料为级钢筋,采用先张拉预应力筋后浇筑混凝土的施工工艺扶植而成。紧随其后,第 一座后张PC 多箱简支梁试验桥 建在甘肃,跨径为20m。该桥梁所用预应力材料为碳素钢线,采用先浇筑混凝土后张拉预应力的施工工艺扶植而成。 二十世纪八十年代,一座后张PC 小箱梁桥在陕西汉阴县建成,该桥每跨跨径为20m 跨,横桥向由四片箱梁构成,设想荷载为汽一20,挂一100。与此同时,陕西省柞水县乾佑河桥也接踵建成,该桥为后张PC 小箱梁桥,每跨跨径为20m 由四片箱梁构成,设想荷载为汽一15,挂一80。此二桥在役运营优良,表白箱形截面的简支梁桥后张施工工艺更成熟。 国内,小箱梁桥布局系统的成长先后顺次是简支布局、先简支布局后桥面持续、先 简支布局后布局持续。 简支布局的箱形梁桥,梁端动弹自在,无负弯矩,属静定布局。此布局受力明白, 弯矩沿梁长呈抛物线分布,最大弯矩位于跨中。地基变形、温度变化、混凝土的收缩徐 变均不会影响布局的内力,简支布局对地基的要求较低,能够在地基较差的晦气前提下 建桥,出格是多跨简支布局梁桥,各孔零丁受力,互不影响,在我国获得了普遍的使用。 可是,因为伸缩缝的具有,以致行车不服顺,且跨径较大时,跨中恒载弯矩增加较快, 为抵当较大的恒载弯矩,必需增大梁的截面尺寸,添加桥梁造价。 为领会决简支梁桥行车不服顺问题,桥面持续的简支梁桥使用而生。桥面持续梁桥 是在支座处预埋通俗钢筋或钢板进行毗连。此种桥型,打消了较多的伸缩缝,行车舒服 性获得改善。桥面持续处因为不克不及传送弯矩与剪力,墩顶处相邻两跨梁的动弹变形纷歧 致,桥面较易发生裂痕,桥梁耐久性得不到包管。虽然,怎么制作手机主题此类布局系统的桥梁有诸多缺 点,可是其对施工手艺的要求较低,使得此种桥形在公路扶植中拥有必然地位。 梁厂出产预制梁后,通过龙门吊、架梁机等将预制梁架立在桥墩上,在墩上相邻两 跨设置装备摆设承受负弯矩的预应力筋后,浇筑混凝土,将简支布局改变为持续布局,这种梁桥 称为先简支布局后布局持续梁桥。此桥型延续了上述两类桥的利益,满足高档级公路行 第一章 绪论 车舒服性的要求,在中小跨径桥梁上获得了普遍的使用。先简支后布局持续系统桥在我国获得了交通部的鼎力支撑 1.1.2小箱梁桥的特点 PC 小箱梁桥在我国桥梁扶植史上拥有举足轻重的地位,次要是因为其独有的特点, 现总结如下 [3,4,5] (1)从力学的角度而言,箱梁截面抗弯刚度较大,抗扭刚度也相对较大,其抗扭惯性矩是响应T 梁的几十倍,在横向偏疼荷载的感化下,各箱梁受力平均性较好,布局 全体性强,特别是在斜桥与弯桥的使用结果更为显著。此外,在箱梁的顶板与底板设置装备摆设 合理的钢筋后,能够承受必然的正负弯矩。小箱梁桥较强的抗扭能力,使其能够无效对 抗行车带来的桥梁扭转感化,因此具有优良的动力机能,这是预应力混凝土空心板与T 梁所不具备的特点。 (2)从设想与施工的角度而言,小箱梁桥既有简支布局,又有持续布局,合用于 中跨和大跨桥梁。在各类复杂的地段,如曲线段、变宽段和出岔段等获得了普遍的使用, 便于统一路线上采用一种箱梁截面类型,简化设想与施工工作。跟着施工机具的不竭改 进,小箱梁桥能够大缩短工期,削减施工费用。此外,在张拉预应力、梁段的运输及安 装阶段,箱梁的不变性优于T 梁。总而言之,小箱梁桥在我国曾经具有相当成熟的设想 程度与施工经验,在桥梁运营中也较平安靠得住。 (3)小箱梁顺应能力较强,能够建筑分歧程度的曲线)从经济的角度而言,我国曾经具有分歧跨径箱梁的通用图集,可较着降低设 计费用。此外,预制小箱梁能够实现大规模出产,从而显著降低经济目标。 1.2 PC 小箱梁桥的使用现状 1.2.1 小箱梁桥的设想情况 在PC 小箱梁桥的设想史上具有代表性的设想单元有西安公路研究所,中交一院, 陕西省公路设想院及其他设想院包罗陕西长安公路设想征询公司,广东省设想院等。小 箱梁桥的设想情况如下 西安公路研究所:1978 年该单元对20 米简支布局的先张PC小箱梁桥与后张PC小箱梁桥别离进行设 计,并对台座进行张拉验算;1979 年对甘肃省张掖地域一座20 米简支布局的后张PC 长安大学硕士学位论文 小箱梁桥进行试验,决定选用碳素钢丝作预应力材料,并确定了简支梁后张拉的施工工艺;在接下来的两年里,陕西省汉阴县洞河桥与柞水县乾佑河桥的成功扶植更无力地证 了然简支布局PC 小箱梁桥后张拉的施工工艺的成熟。 小箱梁尺度跨径为20、25、30、35、40m,桥宽为10.5~12.5m,每片箱梁宽度为 2.38m,20m 跨的小箱梁梁高采用1.2m,30m 跨的小箱梁梁高采用1.75m,底板厚度跨 中处为12cm,梁端处为22cm,腹板厚度跨中处为11.35cm,梁端处为22.7cm,小米手机主题制作软件顶板厚度为 10cm,梁的端部加厚段凡是采用梁高的长度。腹板为倾斜式,20m 跨径的腹板倾角为 108.90,30m 跨径的腹板倾角为102.60。小箱梁翼缘间湿接缝宽度为42cm,只在梁 的端部设置横梁。此时小箱梁处于初期阶段,使用简支梁桥,每片箱梁设置四个支座。 通过对已建后张PC 小箱梁桥在各个阶段的监测,同预应力混凝土空心板桥、预应 力混凝土T 梁桥、先张预应力混凝土组合箱梁桥比拟较,显示出后张PC 小箱梁具有受 力合理,节约材料,施工简洁等可取之处,表现出后张PC 小箱梁桥优良的手艺性与经 中交一院:该单元有细致的PC 小箱梁桥尺度图集。小箱梁梁高峻于空心板而低于T 梁,尺度 跨径为20、25、30、35、40m。PC 小箱梁桥合用桥宽为24.5、26、28m,每片小箱梁宽 度为2.98~3.40m,跨中部门腹板和底板的厚度为16~18cm,端部厚度为25~27cm, 箱梁顶板厚度为18cm。箱梁腹板的倾斜度凡是为4/L,箱梁翼缘间湿接缝宽100cm,在 梁的端部设置横梁,边支点处采用翼缘宽的湿接缝,中支点处横隔梁采用现浇体例处置。 此院PC 小箱梁桥为“先简支后布局持续”的系统,每片梁四个支座,墩顶均设有 抵当负弯矩的预应力钢束。oppo手机主题制作软件曲线上箱梁的安插体例有梁长相等与不等两种体例,相邻两 孔错台高差节制不跨越1cm,采用墩顶现浇持续段过渡。从材料耗损上,中交一院认为 之前跨径不足35m,14cm 的薄腹板小箱梁胜过T 梁,现腹板改为15cm 且桥面调平层 由5cm 改为8cm 之后,较T 梁无劣势。 陕西省公路设想院: 该单元于1981 年在汉中成立第一座简支小箱梁,桥面持续,多年来该桥运营优良, 箱梁刚度较大,40m 跨径的箱梁上拱只要3cm。在陕西,20、30 与40m 跨径的小箱梁 桥使用最多。 该单元设想的小箱梁尺度跨径为20、25、30、35、40m,顺应桥宽为24.5、26、28m, 梁片宽为2.98~3.60m。在晚期阶段,腹板无倾角,梁宽凡是为3m,现阶段为斜腹板,

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