【摘 要】
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随着我国的波纹钢腹板组合桥梁的快速发展,其中预应力混凝土波纹钢腹板连续刚构此类新型桥梁结构形式在国内得到了广泛的应用,该类结构充分利用了钢材的抗剪特性以及混凝土的抗压特性。但是,该类桥梁零号块的结构尺寸大、空间结构复杂以及混凝土的强度等级高,极其容易因为水化热反应形成温度裂缝。故为解决预应力混凝土波纹钢腹板连续刚构桥零号块的水化热反应产生的裂缝问题,对温度裂缝的产生进行模拟分析,并且对裂缝的防治提
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随着我国的波纹钢腹板组合桥梁的快速发展,其中预应力混凝土波纹钢腹板连续刚构此类新型桥梁结构形式在国内得到了广泛的应用,该类结构充分利用了钢材的抗剪特性以及混凝土的抗压特性。但是,该类桥梁零号块的结构尺寸大、空间结构复杂以及混凝土的强度等级高,极其容易因为水化热反应形成温度裂缝。故为解决预应力混凝土波纹钢腹板连续刚构桥零号块的水化热反应产生的裂缝问题,对温度裂缝的产生进行模拟分析,并且对裂缝的防治提出了合理的建议。通过有限元数值模拟的方式,对波纹钢腹板连续刚构桥零号块构造设计、C55高强混凝土的配合比、水泥种类、混凝土浇筑初始温度、混凝土所在的环境温度等方面展开研究。主要研究内容如下:(1)首先,本文通过阅读大量的文献和书籍的基础上,了解了关于波纹钢腹板组合桥梁温度效应的现状。同时,简单介绍了温度在混凝土的传导过程以及混凝土水化热的温度场和温度应力的基本理论和计算方法。(2)然后,本文以云南省金沙江干热河谷地带小江大桥的零号块为研究对象。利用MIDAS FEA NX有限元软件对该桥的零号块浇筑凝结硬化的整个过程进行了温度效应分析;并且分析总结了零号块的顶底板中心、腹板中心以及横隔板中心的温度场分布规律;同时,研究分析了零号块的各个关键计算部位的温度时程曲线变化规律以及温度应力变化规律。(3)其次,本文主要研究了水化热反应的影响因素,运用有限元数值模拟建立了不同混凝土配合比、不同水泥种类、不同的腹板和横隔板厚度、不同浇筑初始温度以及不同的环境温度的有限元模型。结果表明:在满足结构安全的前提下,设计合理的腹板和横隔板厚度以及运用合理的混凝土配合比尽可能选择低水化热的水泥在5℃到10℃的环境中低温浇筑。(4)最后,本文根据对小江大桥零号块水化热反应和水化热反应影响因素的分析研究,针对水化热反应产生的温度裂缝提出了合理的建议。分别从零号块的构造设计、施工的材料、温度和工艺以及后期养护上对温度裂缝提出了防治建议;并且结合前面学者的研究提出了裂缝的修复措施。
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