预应力混凝土连续箱梁桥施工中临时中支墩垮塌对主梁的影响及对策研究

摘要

预应力混凝土连续箱梁桥以受力合理、结构刚度大、行车平顺性好、造型美观和养护简单等特点,成为被广泛应用的桥型之一。但这种桥型在施工中,往往会因为施工方式、施工过程中自然灾害等因素的影响导致主梁出现裂缝,这严重影响了桥梁的使用性和耐久性。因此研究桥梁施工时出现裂缝后的应对措施对桥梁的使用性和耐久性有重要意义。
　　本文以采用支架整体现浇法施工的甘肃某桥为例,通过ANSYS建立三维实体模型,研究了采取不同顶推截面数、不同顶推力、预先张拉不同位置的预应力钢筋和不同预应力大小、以及粘贴不同厚度钢板和不同厚度碳纤维的应对措施对中跨主梁的受力影响,主要成果如下:
　　(1)随着中跨主梁贝雷梁临时支架下顶推截面数的增加,主梁的最大拉应力在不断减小,并且承受较大拉应力的区域也在不断缩小。
　　(2)中跨临时中支墩处顶推力对主梁的受力有明显的影响,在一定范围内,随着顶推力的不断增加,中跨主梁的最大挠度值和最大拉应力值在都不断减小。
　　(3)当采取张拉单根预应力钢筋的应对措施时,越是张拉远离底板位置处的预应力钢筋,主梁腹板位置处的最大拉应力和挠度减小的越明显;而采取同时张拉所有预应力钢筋的应对措施时,对主梁的强度和刚度产生的效果明显优于采取单独张拉任何位置处预应力钢筋产生的效果;随着张拉预应力的增加,主梁的最大拉应力值和最大挠度值在不断减小。
　　(4)采取粘贴钢板和粘贴碳纤维的应对措施对主梁的挠度和应力几乎没有改善,效果不明显。
　　(5)当中跨临时中支墩处顶推力为250t,并且张拉所有预应力钢筋50％预应力时,该桥的强度和刚度都得到了较好的改善。

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第一章 绪论

1.1预应力混凝土连续箱梁桥的发展和现状

1.2预应力混凝土连续箱梁桥的特点

1.3预应力混凝土连续箱梁桥施工阶段的裂缝问题

1.4本文主要研究内容

第二章 桥梁结构有限元分析方法及基本理论

2.1 有限元分析方法概述

2.2 有限元分析软件ANSYS介绍

2.3有限元分析软件ANSYS分析桥梁结构的主要步骤

2.4本文建模单元的选用

2.5小结

第三章 工程实例分析

3.1 工程概况及相关参数

3.2中跨临时中支墩受到洪水影响后的主梁受力分析

第四章 中跨临时中支墩垮塌后的应对措施分析

4.1中跨临时支撑处顶推截面对主梁的受力影响

4.2中跨跨中临时支撑处顶推力对主梁的受力影响

4.3预先张拉预应力钢筋位置对主梁的受力影响

4.4预先张拉预应力大小对主梁的受力影响

4.5粘贴钢板对主梁的受力影响

4.6粘贴碳纤维对主梁的受力影响

4.7本章结论

第五章 箱梁出现裂缝的修补方法

5.1概述

5.2施工中箱梁裂缝的修补方法

5.3施工阶段裂缝的修补材料

结论与展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢