大跨连续刚构桥的长期下挠问题分析与预测方法研究

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大跨度连续刚构桥由于施工方便、结构刚度好、造价低以及行车平顺等优势在桥梁建设中广泛使用,但是大跨度预应力混凝土在后期运营过程中会出现长期下挠的问题,这个问题限制了大跨连续刚构桥的进一步发展,对于大跨径连续刚构桥长期下挠的产生机理、影响因素及对长期挠度的预测并没有形成统一的理念,因此,为了探索大跨预应力混凝土连续刚构桥长期下挠的机理、影响下挠参数及下挠的准确预测,本文以某工程为背景,对长期下挠展开了系统研究,本文主要研究内容和结论如下:(1)通过对大跨径混凝土连续刚构桥长期下挠的影响因素分析表明,预应力反向弯矩与恒载弯矩不匹配是造成混凝土桥梁长期变形的必然原因,过量下挠的主要原因是由于恒载过重及预应力过量损失。在混凝土徐变作用下,结构将发生长期变形,同时高应力混凝土特别是带裂缝工作的混凝土徐变系数较大时造成混凝土长期下挠过量以及计算预测偏小的主要原因。通过对不同跨径桥梁分析发现,桥面铺装、徐变终极值及箱梁超重的影响程度均会随跨径的增加而提高,跨径超过100m后,混凝土徐变终极值和桥面铺装厚度是最为敏感的两个因素。(2)对于大跨径混凝土梁桥,由于预应力损失等原因造成混凝土开裂,而开裂后,跨中部分将产生较大的预应力损失,从而进入长期挠度增大的循环中。相对于未开裂结构,裂缝不仅会引起弹性变形,并且会产生长期附加变形。(3)通过挠度构成因素分析表明,大跨径混凝土梁桥的长期挠度各构成因素满足叠加原理,因此可以独立分析。(4)对于大跨径连续刚构桥长期下挠的预测,本文提出了三种方法,各种方法都有自己的优缺点根据实际的工程需要和精度需要选用不同的方法预测,通过对长期下挠的预测指导工程实践,为工程中控制长期下挠提供科学依据。综上所述,本文研究成果已应用于指导实际工程,为该类型桥的初步设计和施工图设计提供了主要依据。
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