節(jié)段施工體外預(yù)應(yīng)力橋梁接縫構(gòu)造及力學(xué)性能研究.pdf

1、預(yù)制節(jié)段施工體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)緊密結(jié)合著現(xiàn)代施工工藝和預(yù)應(yīng)力的發(fā)展方向,具有施工速度快,對現(xiàn)有的交通影響小,體外索在使用期內(nèi)可更換等優(yōu)點,目前已得到世界各國的普遍認(rèn)可,在橋梁工程中得到廣泛應(yīng)用。國內(nèi)該技術(shù)的應(yīng)用還處于起步階段,還沒有相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范可供參考,尤其是對接縫處的構(gòu)造及力學(xué)性能還缺乏系統(tǒng)的研究。本文依托廣州市“體外預(yù)應(yīng)力節(jié)段施工新技術(shù)研究”科技計劃項目,從理論和有限元數(shù)值模擬兩個方面對節(jié)段施工體外預(yù)應(yīng)力橋梁接縫構(gòu)造的力學(xué)性能進行研究

2、,其主要研究工作和成果如下：
　　 ⑴對預(yù)制節(jié)段施工體外預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的國內(nèi)外發(fā)展和研究現(xiàn)狀進行了詳細闡述,指出了現(xiàn)階段研究存在的主要問題,提出了本文研究的主要內(nèi)容。
　　 ⑵詳細分析了節(jié)段施工體外預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的濕接縫、膠接縫和干接縫三種接縫類型的特點、適用范圍以及施工工序。并對豎直接縫、斜接縫、階梯接縫和銷槽式接縫幾種常用和新型接縫構(gòu)造形式進行了對比分析,給出了比選建議。最后,針對工程中常用的豎直接縫,給出了節(jié)段

3、接縫界面各區(qū)域的剪力鍵構(gòu)造及作用,提出了剪力鍵構(gòu)造尺寸應(yīng)滿足的一般規(guī)定。
　　 ⑶分析對比了現(xiàn)有國內(nèi)外有關(guān)體外預(yù)應(yīng)力束極限應(yīng)力計算的規(guī)范和建議公式,總結(jié)了各自的特點,提出了比選建議,并在此基礎(chǔ)上采用傳統(tǒng)的截面計算方法給出了節(jié)段式體外預(yù)應(yīng)力混凝土接縫處抗彎承載力的計算模型和公式。
　　 ⑷分析了國內(nèi)外節(jié)段接縫處剪切強度計算公式的不足,并根據(jù)現(xiàn)有試驗研究成果,提出了多鍵干接縫和膠接縫的抗剪強度簡化計算公式,并通過已有試驗進行

4、了驗證。
　　 ⑸應(yīng)用ANSYS有限元程序建立了預(yù)制節(jié)段施工體外預(yù)應(yīng)力接縫彎曲和剪切性能分析的非線性有限元模型。同時采用接觸單元模擬接縫問的相互作用,較好地解決了預(yù)制節(jié)段拼裝梁建模的關(guān)鍵問題。計算結(jié)果表明：體外預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)向處的應(yīng)力集中現(xiàn)象較為明顯；接縫的開展初期速度較快,但隨著各縫的相繼張開,接縫的發(fā)展速度逐漸變緩,接縫的開裂使梁體產(chǎn)生了內(nèi)力重分布,在一定程度上提高了結(jié)構(gòu)的延性；接縫界面各鍵齒的受力不均勻,其中靠近加載面的鍵齒受力

5、最大,往下依次減小,且各鍵齒的承壓剪力約為截面剪力的14％。
　　 ⑹通過建立比較模型對預(yù)應(yīng)力束的配束形式、體外預(yù)應(yīng)力束的二次效應(yīng)以及轉(zhuǎn)向處的滑移等接縫彎曲性能影響因素和接縫構(gòu)造類型、混凝土強度以及接縫界面的粗糙程度等剪切性能影響因素進行分析,得出了影響接縫力學(xué)性能的關(guān)鍵因素,提出了接縫的設(shè)計與施工建議。
　　 ⑺綜合分析了影響接縫耐久性能的主要因素,重點從體外預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的材料、構(gòu)造、施工和管理等方面提出了提高接縫