基于裂缝的混凝土桥梁适用型式研究

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钢筋混凝土结构,由于承载能力大,耐温性能好、造价低,同时又可以发挥钢筋抗拉强度高和混凝土抗压强度高的优点,在桥梁工程领域得到了广泛的应用。然而,已建成桥梁却普遍存在着病害(如裂缝等)过早发生、结构损坏甚至垮塌的现象。为避免或缓解此类问题的发生,现代桥梁建设多从后期补救来对此类问题加以解决。然而该补救措施并不能从根本上解决病害频繁出现的问题,而且像裂缝这一类病害并不是单从提高材料质量和改进施工工艺就能避免的,它与结构型式、结构受力状况有着紧密的联系。因此,必须在设计阶段就针对这些病害进行预防设计,通过选取合理的桥型尽可能的避免或延迟病害的出现,进而提高桥梁结构的耐久性,延长桥梁使用寿命。本文首先以裂缝产生机理为出发点,在分析桥梁裂缝形式及原因的基础上从结构承载力这一角度出发,详细介绍了结构裂缝和非结构裂缝的常见形式及其产生原因。并分析得出在所有桥梁病害中,梁板开裂是最为普遍也是对桥梁结构负面影响较大的病害形式这一结论,决定将该种桥梁病害形式作为了本文的主要研究内容。然后从桥梁评估的重要性出发,对桥梁评估的裂缝评价指标进行介绍说明,并对裂缝评价指标作为依据指导桥梁选型的实际意义及其可行性进行分析和总结。在此基础上,将进一步分析影响裂缝的桥梁结构因素及其相关敏感特性,得出了与裂缝评价指标相关的桥梁结构敏感因素。另外对已获取的64座桥梁裂缝数据进行了回归分析,得出了各座桥梁裂缝指标随跨径的分布曲线,并对所得出的分布曲线进行了比较分析,总结得出了按桥梁结构敏感因素分类的64座桥梁,同类桥梁的裂缝参数随跨径的分布规律。最后通过对得出的各座桥梁裂缝参数随跨径分布曲线的研究,将裂缝结构敏感因素相同且裂缝参数随跨径分布规律相同的桥梁其裂缝数据汇总到一起,进行了回归分析,探讨了在该特定结构形式下,最大裂缝宽度和相对缝长随跨径分布的包络曲线及曲线方程通式,并以此得出了依据裂缝参数进行桥梁选型的方案依据。
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