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城市高架立交结构具有宽幅、斜交和弯曲等特点,这易导致宽幅斜交箱梁桥在施工及运营过程中出现较多问题。其中荷载和环境作用引起的超宽斜弯整体式连续箱梁桥剪力滞效应、效应横向分布、温度效应等方面需要进一步分析。本文基于依托工程重庆江北国际机场T3航站楼B匝道高架桥,其具有超大宽度(横桥向径向宽度54m)、斜交(最大斜度24)、曲线(圆曲线半径227.5m)等结构特点,研究超宽斜弯预应力混凝土连续箱梁的力学特性。本文研究目的:早龄期超宽斜弯混凝土箱梁温度场和应变的时变规律;超宽斜弯混凝土箱梁温度场的长期变化规律;超宽斜弯混凝土箱梁各部位纵、横桥向应变和挠度的长期演变规律;结合有限元分析,揭示超宽斜弯连续箱梁的力学特性。本文研究的主要内容和成果如下:(1)通过超宽斜弯混凝土箱梁早龄期水化热现场试验,分析混凝土箱梁的温度和应变时变规律;基于有限元模型构建,揭示超宽斜弯混凝土箱梁水化热温度场特性。主要结论:由于弯曲且横向宽度大等,箱梁十个箱室的温度场存在明显差异;二次浇筑导致混凝土二次升温,温升速率远大于温降速率;箱梁跨中、3/4跨、墩顶截面混凝土纵、横向应变均呈现一定的规律性变化。(2)基于超宽斜弯混凝土箱梁温度场长期观测试验数据,从横桥向与竖向两个角度分析超宽箱梁温度场演变规律。主要结论:春季(3月到5月)箱梁跨中、3/4跨截面曲线内侧温度呈正弦变化,曲线外侧温度变化幅度较小但温度高于内侧;夏季(7月到9月)箱梁各截面曲线内侧和外侧温度变化大体相同;箱梁墩顶截面春、夏季温度呈正弦变化,曲线内侧温度略高于外侧;混凝土箱梁竖向温差可达7℃。(3)通过超宽斜弯混凝土箱梁受力特性长期试验,分析箱梁跨中、3/4跨、墩顶截面的应变和挠度数据,揭示箱梁挠度和应变长期演变规律。主要结论:箱梁跨中截面曲线内侧和外侧的纵向压应变高于中间,但成桥状态时横向应变小于中间测点;3/4跨箱梁截面曲线内外两侧纵向压应变低于中间,但横向应变高于中间测点,且中间测点横向应变分布较为集中;箱梁墩顶截面曲线两端纵向应变远大于中间测点,纵向应变变化幅值大于跨中截面和3/4跨截面,曲线两端横向应变大于中间测点;三个箱梁截面挠度变化大体一致,呈现下挠趋势。(4)采用有限元软件,建立超宽斜弯混凝土箱梁有限元梁格模型、实体模型,计算其整体结构长期挠度和应力等力学效应,分析纵桥向和横桥(径)向效应及剪力滞分布时变规律等。主要结论:由于箱梁弯曲和斜交等,横梁曲线外侧支反力高于曲线内侧;曲线外侧挠度大于内侧,证明箱梁宽度较大和弯曲特征带来的影响较大;各横梁、腹板、底板在施工完成后处于压应力状态,纵桥向和横桥向应力分布存在一定规律;中横梁呈现明显的剪力滞效应。本文通过对现场试验大量数据分析,以及结合理论计算和有限元分析,揭示超宽斜弯连续箱梁的力学特性,有助于优化超宽斜弯连续箱梁理论计算和设计,研究成果可广泛应用于立交枢纽工程、机场航站楼进离港立体交通综合枢纽工程等建设项目。