本文關(guān)鍵詞：高寒地區(qū)預制小箱梁裂縫成因及機理分析

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【摘要】：隨著絲綢之路經(jīng)濟帶的發(fā)展,進一步加快了西北地區(qū)基礎(chǔ)交通設(shè)施建設(shè),但是西北地區(qū)氣候條件惡劣:嚴寒、干燥、晝夜大溫差等。調(diào)查發(fā)現(xiàn)大量預制小箱梁建設(shè)中出現(xiàn)了較多裂縫。因此,本論文以高寒地區(qū)某高速公路為項目依托,通過實地調(diào)研、橋梁外觀檢測、比對試驗、養(yǎng)生試驗與有限元計算等方法研究分析了高寒地區(qū)預制小箱梁裂縫成因,并進行了強度、裂縫收縮等試驗,同時提出了裂縫整治措施,具體研究內(nèi)容如下:(1)通過現(xiàn)場調(diào)研與裂縫檢測,分析了預制小箱梁梁體上裂縫特征,結(jié)果表明:裂縫在預制小箱梁梁體分布位置不規(guī)律,沒有明顯的特征,其中81.5%的裂縫寬度集中在0.1mm~0.15mm之間,7.37%的裂縫寬度值大于了0.2mm,80%的裂縫長度集中在了1m~5m區(qū)間,16%的裂縫長度集中在5m~8m之間;(2)通過對3組病害橋跨、比對試驗橋跨進行荷載試驗,結(jié)果表明:預制小箱梁靜力性能滿足設(shè)計要求,試驗過程中既有裂縫未見擴展,且沒有新的裂縫產(chǎn)生,屬于非結(jié)構(gòu)受力裂縫,根據(jù)裂縫特征與自然環(huán)境判定為養(yǎng)護不足產(chǎn)生的收縮裂縫與大溫差下產(chǎn)生的溫度裂縫;(3)通過不同養(yǎng)護條件下的混凝土抗壓強度試驗與圓環(huán)約束抗裂試驗,結(jié)果表明:配合比、原材料相同的情況下,養(yǎng)護方式對混凝土強度、收縮性能影響較大。標準養(yǎng)護最優(yōu),蒸汽養(yǎng)護次之,薄膜覆沙養(yǎng)護與沙子灑水養(yǎng)護效果差別不大,自然養(yǎng)護最差。當混凝土出現(xiàn)裂縫后,裂縫寬度與長度在短時間內(nèi)迅速擴大,達到一定值后基本穩(wěn)定不變;(4)通過有限元模型分別施加規(guī)范溫度梯度荷載與高寒地區(qū)下的溫度梯度荷載,結(jié)果表明:不同規(guī)范溫度梯度荷載模式下,預制小箱梁溫度應力、撓度相差較大,因此計算溫度效應引起的溫度應力時,一定要根據(jù)所處的自然環(huán)境選擇合適的溫度梯度模式。高寒地區(qū)溫度梯度荷載下,預制小箱梁溫度應力與撓度逐漸增大,其中溫度變化值與溫度應力變化值基本呈現(xiàn)出一定的比例關(guān)系,即當T_1溫度變化1℃度時,上緣溫度應力增加約0.14 MPa,下緣拉應力約增加0.07 MPa,當1T=30℃情況下,最大拉應力為2.80MPa,已經(jīng)超過C50混凝土的最大允許拉應力;(5)采用裂縫注膠封閉修補法、粘結(jié)碳纖維布加固法對預制小箱梁進行加固,監(jiān)測效果表明,加固后滿足設(shè)計要求,效果良好。
【關(guān)鍵詞】：預制小箱梁 裂縫 比對試驗 溫度梯度 有限元
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U446
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-14
• 1.1 概述10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文研究內(nèi)容與目的13-14
• 1.3.1 研究內(nèi)容13
• 1.3.2 研究目的13-14
• 2 高寒地區(qū)預制小箱梁裂縫統(tǒng)計與試驗分析14-34
• 2.1 概述14
• 2.2 工程概況14-18
• 2.2.1 工程簡介14-16
• 2.2.2 預制小箱梁簡介16-18
• 2.2.3 預制小箱梁施工工藝流程18
• 2.2.4 小箱梁混凝土配合比18
• 2.3 裂縫檢測18-24
• 2.3.1 裂縫檢測18
• 2.3.2 裂縫統(tǒng)計與分析18-24
• 2.4 比對荷載試驗24-32
• 2.4.1 試驗目的24
• 2.4.2 病害橋跨和比對試驗橋跨的確定24-25
• 2.4.3 病害橋跨和比對試驗橋跨概況25
• 2.4.4 比對試驗內(nèi)容25
• 2.4.5 比對試驗結(jié)果與分析25-32
• 2.5 預制小箱梁裂縫病害類型及原因分析32-33
• 2.5.1 裂縫病害類型32
• 2.5.2 病害原因分析32-33
• 2.6 小結(jié)33-34
• 3 不同養(yǎng)護方式下混凝土強度及裂縫變化規(guī)律研究34-45
• 3.1 概述34
• 3.2 試驗目的及抗裂性評價標準34-35
• 3.3 試驗內(nèi)容35-37
• 3.3.1 試驗裝置35
• 3.3.2 試件材料及配合比35
• 3.3.3 養(yǎng)護工況35-36
• 3.3.4 試驗工況36-37
• 3.4 混凝土立方體抗壓強度試驗結(jié)果與分析37-40
• 3.4.1 各種養(yǎng)護工況下混凝土立方體抗壓強度1天內(nèi)試驗結(jié)果與分析37-39
• 3.4.2 各種養(yǎng)護工況下混凝土立方體抗壓強度56天試驗結(jié)果與分析39-40
• 3.5 環(huán)形約束抗裂試驗結(jié)果與分析40-43
• 3.5.1 裂縫觀測結(jié)果40-43
• 3.5.2 裂縫觀測結(jié)果分析43
• 3.6 小結(jié)43-45
• 4 預制小箱梁橋溫度效應計算與分析45-58
• 4.1 概述45
• 4.2 國內(nèi)外設(shè)計規(guī)范關(guān)于溫度梯度規(guī)定45-48
• 4.2.1 新西蘭規(guī)范45-46
• 4.2.2 美國公路橋梁設(shè)計規(guī)范AASHTO46
• 4.2.3 英國橋梁設(shè)計和施工規(guī)范BS540046-47
• 4.2.4 我國公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTG D60—200447
• 4.2.5 我國鐵路橋涵設(shè)計規(guī)范TB10002.3—200547-48
• 4.3 模型的建立48-50
• 4.3.1 基本假設(shè)48-49
• 4.3.2 建立模型49
• 4.3.3 計算截面與計算內(nèi)容49-50
• 4.4 規(guī)范溫度梯度模式計算結(jié)果與分析50-53
• 4.4.1 荷載工況50
• 4.4.2 溫度應力計算結(jié)果與分析50-52
• 4.4.3 撓度計算結(jié)果與分析52-53
• 4.5 高寒地區(qū)小箱梁溫度效應的計算與分析53-56
• 4.5.1 荷載工況53-54
• 4.5.2 溫度應力計算結(jié)果與分析54-56
• 4.5.3 撓度計算結(jié)果與分析56
• 4.6 小結(jié)56-58
• 5 預制小箱梁裂縫整治措施及工程應用58-63
• 5.1 概述58
• 5.2 裂縫處理方案58-59
• 5.3 本高速公路小箱梁裂縫處理方案59-62
• 5.3.1 處理原則與方法59
• 5.3.2 具體施工工序59-62
• 5.4 小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-65
• 致謝65-66
• 參考文獻66-69
• 攻讀學位期間的研究成果69

【參考文獻】

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本文編號：527987