文档介绍：预应力混凝土变截面箱梁桥底板
抗崩设计参数研究

学位类型: 学术型学位
学科(专业学位类别) : 土木工程

作者姓名: 林小雄
作者学号: 09010204006
导师姓名及职称: 钟新谷教授
实践导师姓名及职称: 舒小娟副教授
学院名称: 土木工程学院
论文提交日期: 2012 年 5 月 20 日
学位授予单位: 湖南科技大学
Research on Design Parameters of Bursting Crack
in Bottom Slab of PC Box -Girder Bridge

Type of Degree Academic Degree
Discipline (Type of Professional Degree) Civil Engineering
Candidate Lin Xiaoxiong
Student Number 09010204006
Supervisor and Professional Title Zhong Xinggu Professor
Practice Mentor and Professional Title ShuXiaojuan Associate Professor
School School of Civil Engineering
Date May 20. 2012
University Hunan University of Science and Technology
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作者签名: 日期: 年月日

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作者签名: 日期: 年月日
导师签名: 日期: 年月日
摘要
在现代交通路网工程中,大跨度预应力混凝土箱梁桥在跨越大江大河、深沟
峡谷中具有众多的优点,使其在桥型选择中具有相当大的竞争优势。但有关该桥
型在施工、营运过程中出现裂缝病害的报告也越来越多, 底板崩裂就是其中的病
害之一。一旦发生崩裂,对桥梁的施工质量是致命的,有时甚至只有拆除重建,
发生底板崩裂主要原因是预应力等效径向力实际值比规范值偏大,抗崩设计参数
不合理。由于对该课题的研究不足,很多箱梁抗崩设计及施工都基于工程实践经
验,模糊的设计施工指导原则,导致了工程事故在全国各地时有发生。为了探索
更为合理的抗崩防治措施,本文在参考大量文献和借鉴前人研究成果的基础上,
分析了箱梁桥等效径向力计算公式,研究了底板崩裂机理,并提出了主要抗崩设
计参数的计算公式,归纳总结了一些抗崩设计和施工基本原则。
首先,本文对变截面箱梁桥预应力束的等效径向力进行了系统研究。根据力
系矢量平衡法推导了等效径向力经典计算公式,分析了变截面箱梁桥抛物线指
数、指数项系数对等效径向力经典计算公式的影响,探讨了如何从此两项因素来
控制等效径向力。针对变截面箱梁桥底板以折线替代抛物线和不可避免的存在波
纹管定位误差的情况,推导了定位误差和折线拟合抛物线的影响系数,修正了等
效径向力的经典计算公式。
其次,以黄家垄特大桥为背景,提出了防崩钢筋和波纹管保护层厚度的计算
公式;通过 ANSYS 空间有限元程序建模,分析了底板厚度对应力的影响,修正了
横向弯矩计算公式。
最后,针对湖南省益阳市某桥的崩裂问题,分析了该桥崩裂的原因,验证了
本文所提出等效径向力计算公式和抗崩设计参数计算公式的合理性,并对该桥进
行了优化分析。通过参考国内箱梁桥设计图纸和工程经验,提出了箱梁底板抗崩
设计和施工的基本原则,以供箱梁底板抗崩设计参考之用。

关键词:预应力混凝土箱梁桥,底板崩裂,等效径向力,定位误差,折线拟合抛物线,影响系数,防
崩钢筋,保护层厚度,底板厚度;
i
ABSTRACT
In modern work