混凝土空心板梁橋典型病害機理研究.pdf

1、預應力混凝土空心板梁橋由于結構形式簡單、施工方便、適用性強、經(jīng)濟指標好，為中小跨徑橋梁的首選橋型之一。但這種結構在設計上還存在一些不完善的地方，影響橋梁結構的使用安全性和耐久性。
　　本文以混凝土空心板梁橋鉸縫開裂、底板縱向裂縫、橋面連續(xù)結構破損三種典型病害為對象，提出了用“膜層”模擬鉸縫傳力機理的計算模型，以及考慮鉸縫錯動影響的荷載橫向分布系數(shù)計算方法;理論與實測分析了預應力混凝土空心板梁縱向開裂的機理，提出了設計和施工兩方面的

2、改善措施;通過精細有限元分析討論了橋面連續(xù)結構的變形和應力分布特征，提出了拱型橋面連續(xù)裝置以改善其抗破損性能，通過足尺試驗和實橋應用檢驗了拱型橋面連續(xù)裝置的有效性。研究成果對公路中小橋梁的結構設計、維護管理具有理論參考意義和工程應用價值。
　　本文主要工作如下:
　　1、通過橋梁橫向彎曲變形特征及鉸縫與梁板之間的黏結性能分析，提出了采用膜層結構模擬鉸縫傳力性能的三維有限元計算模型，以及考慮鉸縫錯動影響的修正荷載橫向分布系數(shù)計

3、算方法，并驗證了方法的精度;
　　2、采用膜層結構計算模型和修正的荷載橫向分布系數(shù)計算方法，研究了空心板梁橋橫向變形及鉸縫的受力特性，分析了鉸縫病害的形成機理，驗證了鉸縫與梁板之間的黏結失效是引起鉸縫開裂的主要原因;在此基礎上，提出了用方形鉸縫替代傳統(tǒng)大鉸縫的設計建議;
　　3、建立空心板橋梁上部結構的精細化空間有限元計算模型，研究了靜力荷載作用下的結構反應以及車輛移動荷載作用下的車橋耦合振動響應;
　　4、通過數(shù)值模

4、擬及實測研究，分析了預應力施加過程中空心板梁的空間應力分布，探討了底板縱向開裂機理，從設計和施工兩方面提出了改善措施;
　　5、根據(jù)精細有限元計算模型分析了傳統(tǒng)拉桿式橋面連續(xù)的破壞機理，檢驗了兩跨梁體相對位移是引起橋面連續(xù)開裂病害的關鍵因素。提出了拱型橋面連續(xù)結構，通過比較拱型和傳統(tǒng)型橋面連續(xù)的力學性能，確認了拱型橋面連續(xù)具有改善橋面連續(xù)混凝土抗破損的效果;
　　6、通過足尺模型和實橋靜力試驗，比較了拱型和傳統(tǒng)型橋面連續(xù)的受