【摘要】：大跨度預應力混凝土箱梁橋具有良好的受力性能,結構剛度大,跨越能力強,在現(xiàn)代橋梁工程中得到了廣泛應用。然而,由于設計、施工、使用和日常維護不當?shù)仍?預應力混凝土箱梁橋普遍出現(xiàn)開裂和撓度過大問題,而且隨著橋梁跨度的增大,這種現(xiàn)象變得更為嚴重,已經(jīng)成為橋梁工程領域普遍關注的問題。理論研究和工程實踐檢驗表明,混凝土的收縮徐變和溫度效應是導致大跨度橋梁開裂和撓度過大的重要原因。盡管橋梁的設計和施工階段都已經(jīng)考慮了混凝土收縮徐變及溫度效應,但實際應用還是出現(xiàn)這種問題,說明目前的計算方法仍然存在缺陷,計算模型仍需進一步研究。因此,深入研究混凝土收縮徐變及溫度計算模型及其作用引起的結構效應,對于系統(tǒng)解決混凝土橋梁開裂和撓度過大問題具有重要的意義。本文在現(xiàn)有研究成果的基礎上,為進一步研究收縮徐變及溫度效應對大跨度預應力混凝土箱梁橋開裂和下?lián)系挠绊?精心組織了九個背景工程進行數(shù)值試驗對比分析,研究混凝土收縮徐變模型、溫度分布模型、橋梁的跨徑和跨數(shù)及線形等因素變化對結構從施工到成橋后50年的內(nèi)力和撓度的影響。本文完成的主要工作如下:(1)統(tǒng)一了CEB-FIP MC78、CEB-FIP MC90、ACI209R-92、AASHTO LRFD-2007、RILEM B3和GL2000等六種收縮徐變模型的符號參數(shù)。定量分析了混凝土收縮齡期、加載齡期、計算時點、環(huán)境相對濕度、構件理論厚度和混凝土強度等因素對混凝土收縮應變及徐變系數(shù)的影響。(2)根據(jù)灰色系統(tǒng)理論原理的關聯(lián)度分析方法,編制相應的計算程序,分別對各主要影響因素與混凝土收縮應變和徐變系數(shù)的關聯(lián)度進行了研究,找出了各影響因素的主次關系。(3)在分析收縮徐變變化規(guī)律的基礎上,提出了收縮徐變計算模型的統(tǒng)一表達形式。分別建立了六種常用收縮徐變模型的等效模型和一種新型計算模型。所有新建模型均采用了系數(shù)連乘的形式,不同模型之間的差別只是系數(shù)的取值不同。各系數(shù)因子互相獨立,除計算時點采用對數(shù)形式表達外,其余系數(shù)因子均可根據(jù)精度要求采用影響因素的線性函數(shù)或二次函數(shù)表達。(4)基于九個背景工程項目,制定了數(shù)值試驗方案并編寫了相應的計算程序。該方案從收縮徐變計算模型以及橋梁跨徑、跨度數(shù)、線形等方面,對大跨度預應力混凝土箱梁橋在最大懸臂施工階段、成橋階段和正常使用階段等18個時間節(jié)點的收縮徐變效應進行了全面系統(tǒng)的定量分析比較,并獲得了混凝土收縮徐變對此類橋梁的撓度和內(nèi)力影響的規(guī)律性認識。根據(jù)分析結論,對工程應用中收縮徐變計算模型的選擇和施工預拱度的確定提出了一些建議。(5)在分析梯度溫度變化規(guī)律的基礎上,提出了以指數(shù)形式表達的統(tǒng)一形式,并分別建立了目前六種常用規(guī)范梯度溫度模型的等效模型�；诰艂�背景工程項目,從系統(tǒng)整體變溫、不同梯度溫度計算模型和橋梁跨徑與跨度數(shù)等方面,對大跨度預應力混凝土箱梁橋正常使用階段的溫度效應進行了系統(tǒng)的定量分析比較。通過有限元的對比分析,研究了箱梁橋截面的應力分布對橋梁開裂的影響。根據(jù)分析結果,對橋梁的抗裂設計和施工成橋時間的選擇等提出了一些建議,以便減小溫度效應對橋梁開裂和撓度過大的不利影響。
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【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U441;U448.213

【參考文獻】

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本文編號：2488577