连续刚构桥箱梁腹板裂缝成因分析研究
随着桥用材料性能与施工工艺水平的不断进步，连续刚构桥由于结构特性优良而成为许多桥梁的首选。但是，在连续刚构桥箱梁大量的使用以后，普遍存在的箱梁腹板裂缝问题成为了阻碍其发展的突出问题，也成为学术界、工程界关注的一个焦点。为探讨上述腹板裂缝的成因，本文以南岸区某长江大桥实际工程项目为依托，对连续刚构桥的箱梁腹板的应力状态和位移进行了系统分析研究。
本文首先依据文献资料探讨分析了我国连续刚构桥开裂，尤其是箱梁腹板开裂的一般现象和开裂原因，并指出了连续刚构桥在设计和施工中存在的不足。然后通过空间有限元计算方法，对整个箱梁桥尤其是腹板的受力状态进行了有限元力学分析。在对连续箱梁腹板进行空间有限元局部应力分析时，充分考虑各种因素对局部模型的影响，对箱梁腹板进行了受力状态的力学分析，着重分析了竖向预应力损失和温度梯度变化造成箱梁腹板开裂破坏的原因。同时对实际桥梁结构中箱梁腹板等关键块件的应力状态进行现场勘测，以此检验有限元分析模型的计算结果可靠性和准确性。
本文的分析结果表明，本连续刚构桥腹板裂缝形成的主要原因是：块件混凝土收缩时，开裂块件受到前一块件的约束作用以及由该两个块件龄期差异导致的收缩量差的附加约束作用产生的拉应力：两块件从大气中的吸热量差产生的前一块件对开裂块件的胀裂作用的拉应力，即收缩约束拉应力和吸热量差拉应力。收缩约束拉应力各块件均存在，吸热量差拉应力仅出现在春季的快速升温时季，虽然由两种拉应力组合在一起使腹板开裂，但仅有收缩约束拉应力不足以产生裂缝，故吸热量差拉应力才是主要因素；另外箱梁底板束在开裂处会产生较大剪应力，对裂缝开展具有推波助浪的作用。
腹板裂缝;有限元分析;连续刚构桥;结构特性;箱梁腹板
重庆交通大学
硕士
结构工程
肖光宏
2009
中文
U448.23;U441.4
76
2009-12-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）