【摘要】：裝配式空心板橋是中小跨徑橋梁最常用的橋型,橫向主要通過鉸縫混凝土進(jìn)行連接,隨著交通量增長(zhǎng),空心板間的鉸縫容易破壞,形成“單板受力狀態(tài)”,降低了空心板橋梁整體性能、橋梁安全以及運(yùn)營通暢。雖然在設(shè)計(jì)中使用一些構(gòu)造措施來提高橫向連接可靠性,如加大鉸縫尺寸以及在鉸縫中配置構(gòu)造鋼筋等,但是鉸縫為橋梁橫向傳力構(gòu)件的本質(zhì)沒有改變,其破壞現(xiàn)象依然沒有得到有效解決。因此,探索裝配式空心板橋合理有效的新型橫向連接形式,提高其橫向連接水平以及減輕或避免鉸縫位置出現(xiàn)的縱向裂縫病害,有著積極的社會(huì)意義和需要。本文討論的裝配式空心板橋橫向連接構(gòu)造方式有:牛腿、榫卯、鉸縫加楞、雙層鋼筋網(wǎng)片加強(qiáng)橋面鋪裝以及鉸縫構(gòu)造加工字型鋼等5種形式,運(yùn)用有限元軟件Midas/FEA分別建立不同連接方式的裝配式空心板橋正橋和斜橋的空間有限元計(jì)算模型,采用數(shù)值仿真分析方法研究采用這5類橫向連接構(gòu)造的裝配式空心板橋橫向連接效果與橋梁的整體性,為其應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。論文主要研究?jī)?nèi)容和得到的結(jié)論如下:1.描述5種橫向連接方式的構(gòu)造形式的特點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn),給出其一般構(gòu)造形式與施工方法。2.建立采用傳統(tǒng)鉸縫連接與5種橫向連接構(gòu)造方案的裝配式空心板橋正橋和斜橋的空間有限元計(jì)算模型,通過對(duì)運(yùn)用不同橫向連接方案橋梁的荷載橫向分布影響線進(jìn)行分析,定量評(píng)價(jià)各類連接對(duì)應(yīng)的裝配式空心板橋橫向整體性,得出結(jié)論:(1)各種橫向連接方式的荷載橫向分布影響線變化趨勢(shì)相同,曲線趨于重合,說明每種連接方式都能夠?qū)崿F(xiàn)橫向連接空心板的作用;5種橫向連接構(gòu)造方案中,榫卯連接方式相對(duì)較差,而雙層鋼筋網(wǎng)片鋪裝層以及鉸縫加工字鋼橫向連接方式的連接效果最好;牛腿、榫卯省去了鉸接縫,從而不會(huì)出現(xiàn)鉸接縫的常見病害。(2)在車輛偏載作用下,牛腿、鉸縫加楞的橫向整體性相對(duì)較差,雙層鋼筋網(wǎng)片與鉸縫加工字鋼、榫卯的連接方式橫向整體性相對(duì)較好。(3)對(duì)比分析斜交角分別為15°、30°、45°時(shí)的荷載橫向分布影響線得出結(jié)論:各連接方式荷載分布影響線變化趨勢(shì)相同,表明在斜橋狀態(tài)下,各種連接方式都有較好的橫向連接能力;榫卯的連接效果相對(duì)較差;雙層鋼筋網(wǎng)片鋪裝層以及鉸縫加工字鋼的連接方式連接效果最好;各種連接方式的荷載橫向分布效果,隨著斜交角的增大,其變化都不大,連接水平稍有減弱。所得結(jié)果對(duì)裝配式空心板橋新橋設(shè)計(jì)和舊橋改造實(shí)踐工程提供指導(dǎo)和借鑒。3.根據(jù)5種橫向連接方式的連接能力以及構(gòu)造的優(yōu)缺點(diǎn),從耐久性、施工便利性以及經(jīng)濟(jì)性3個(gè)方面與傳統(tǒng)常用的鉸縫連接的裝配式空心板橋進(jìn)行對(duì)比分析,討論其適用性和應(yīng)用前景,給出了一般性的建議:(1)牛腿連接具有橫向傳力明確的優(yōu)點(diǎn),但也存在傳遞荷載方向單一性的不足,建議將牛腿按照從右側(cè)向左側(cè)方向布置,加強(qiáng)鋪裝層的橫向連接作用,克服牛腿連接在構(gòu)造上的不足。(2)榫卯連接將荷載傳遞方向單一性變?yōu)殡p向性,增加了傳遞荷載的可靠性,但也存在空心板種類多、裝配施工困難、對(duì)空心板施工要求高的缺陷,適應(yīng)中小跨徑裝配式鋼筋混凝土空心板橋。(3)鉸縫加楞連接通過增加凸楞與凹槽構(gòu)造,起到了剪力鍵的作用,增加了抵御剪力的作用,可應(yīng)用于所有新設(shè)計(jì)的裝配式鉸接空心板橋。(4)雙層鋼筋網(wǎng)片鋪裝層的橫向連接方式橫向聯(lián)系效果最好,適用性最廣,但存在增加橋梁的恒載缺陷。(5)鉸縫加工字鋼的橫向連接構(gòu)造增加了橋梁各空心板的橫向連接能力、橫向連接的可靠性與使用耐久性,適用于鉸縫連接構(gòu)造的裝配式空心板橋。
【圖文】：

2c）空心板分離 d）空心板底板滲水圖 1.1 裝配式空心板橋常見病害特征（4）橋面鋪裝層具有對(duì)輪載的擴(kuò)散效應(yīng)，輪載擴(kuò)散效果與鋪裝層厚度呈正關(guān)；在相同厚度情況下，瀝青混凝土鋪裝傳力效果不如混凝土好。因而，在輪的反復(fù)沖擊作用下，對(duì)于瀝青混凝土鋪裝層較薄的橋梁，輪跡位置普遍存車轍和具有規(guī)律性的縱向貫通裂縫。以上橋梁病害的出現(xiàn)，使裝配式空心板橋在使用期整體性能嚴(yán)重降低，影橋梁結(jié)構(gòu)的安全和交通的暢通。雖然在現(xiàn)有的空心板橋設(shè)計(jì)中采用構(gòu)造措施提高橫向連接的可靠性，如加大鉸縫尺寸并在鉸縫中設(shè)置構(gòu)造鋼筋等方法，這些方法并沒有從根源上解決鉸縫出現(xiàn)的病害特征，即鉸縫構(gòu)造仍是各塊空板橫向連接的主要措施。

梁橫向連接水平，從結(jié)構(gòu)上保證其可靠性，，這對(duì)指導(dǎo)裝配式空心板或避免鉸接縫位置處產(chǎn)生縱向裂縫，提高橋梁的承載能力、耐久性性，有著重要的社會(huì)意義和現(xiàn)實(shí)需要。 裝配式空心板橋橫向連接常用型式裝配式空心板橋采用橫向連接構(gòu)造將相鄰的空心板組成整體，主要現(xiàn)結(jié)構(gòu)整體性，保證各塊空心板在荷載作用下協(xié)同受力，共同承受用。目前，國內(nèi)外空心板橋主要的橫向連接方式有：.1 鉸接縫混凝土連接空心板吊裝就位后，在鉸縫內(nèi)綁扎構(gòu)造鋼筋和澆筑混凝土，待鉸縫設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，即形成鉸接混凝土連接方式。這種連接方式因構(gòu)造簡(jiǎn)便，并且能較好地傳遞橫向荷載而在國內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。鉸接縫的截面類型主要有圓形、棱形、長(zhǎng)方形和漏斗形等，如圖 1.2 所示，應(yīng)用較多的為漏斗形鉸縫[4]。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U441

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 陳記豪;趙順波;姚繼濤;;裝配式簡(jiǎn)支空心板橋上部結(jié)構(gòu)整體性的評(píng)價(jià)[J];混凝土;2012年11期

2 項(xiàng)貽強(qiáng);邢騁;邵林海;邢淵;趙鐵勇;;橫向加固空心板梁橋荷載橫向分布計(jì)算方法與試驗(yàn)研究[J];中國公路學(xué)報(bào);2013年02期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 種永峰;空心板梁鉸接縫模型實(shí)驗(yàn)研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2008年

2 李均進(jìn);新型空心板結(jié)構(gòu)受力分析[D];長(zhǎng)安大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2521401