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)計者和使用者的關(guān)注和重視，是近年來國內(nèi)橋梁界研究的熱點問題。箱梁開裂現(xiàn)象普遍發(fā)生，對結(jié)構(gòu)承載能力和耐久性有很大影響。研究箱梁開裂機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)合國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）“大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋長期下?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，改進和完善目前

2、箱梁橋設(shè)計過程中使用的抗裂計算方法。主要研究工作包括:
　　 (1)基于實體退化板殼有限元理論，在8節(jié)點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)力混凝土箱梁橋時預(yù)應(yīng)力、混凝土收縮、徐變等荷載（作用）效應(yīng)計算與公路橋梁設(shè)計規(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)箱梁橋施工特點并具有較強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營階段箱梁在恒載、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)場調(diào)查及實測資料，有針對性地分析了這些設(shè)計參數(shù)對大跨徑預(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際主拉應(yīng)力超限的原因在于設(shè)計分析中對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)力的計算，對現(xiàn)行公路橋梁設(shè)計規(guī)范提供的主拉應(yīng)力計算公式進行了修正。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，對按混凝土二軸強度