文档介绍：温度梯度对连续刚构桥箱梁裂缝影响研究
温度梯度对连续刚构桥箱梁裂缝影响研究
摘要:从上世纪60年代以来,预应力混凝土箱梁发展非常快。箱梁截面是预应力混凝土梁桥主要的截面形式,但是在国内外的一些桥例中,我们常常会发现有一些裂缝,从而影响桥梁的正常使用。产生裂缝的原因是多方面的,但是温度梯度对桥梁的危害越来越大,在国内外我们都能发现很多由于温度梯度而导致混凝土桥梁严重损坏的事故,尤其是温度梯度对连续刚构箱梁桥的会产生很大次内力,从而导致裂缝的产生。本文以非洲某刚构箱梁桥为计算模型,主要研究在三种温度梯度模式下,主梁应力的变化情况,从而找出箱梁裂缝产生的主要原因。
关键词:预应力混凝土箱梁;温度梯度;次内力;箱梁裂缝中图分类号::A

1 工程背景资料
本论文以非洲某大桥为工程背景,是三跨预应力混凝土连续刚构箱梁桥,跨径设置为49m+88m+49m,桥全长200m。%,桥面横坡为双向2%。箱梁采用单箱双室。桥梁采用双薄壁墩、U型桥台、挖井基础,挖井埋深为5-8m。桥面宽度布置为:(人行道)+4×(行车道)+(人行道),桥面总宽17m。箱梁为双向预应力结构,,箱梁纵向预应力钢束分为顶板束、底板束和边跨合龙束3种,钢绞线采用270级、符合ASTM-。竖向预应力采用Φ32精轧螺纹钢筋。纵向预应力束采用两端张拉,张拉力和伸长量双控。竖向预应力采用一端张拉,张拉力控制。箱梁预应力的张拉待混凝土强度达到设计强度的90%进行。主桥上部结构采用C50砼,桥墩墩身、桥面铺装采用C40砼。桥型布置图如图1所示。
图1桥型布置图(单位,cm)
of bridge (unit ,cm)
2 有限元模型的建立
本文计算采用桥梁博士建立有限元结构模型,模拟实际施工过程进行计算,全桥共划分96个单元,105个节点,其中1-76单元为箱梁单元,77-88单元为桥墩单元,89-96单元为挂篮单元。施工阶段划分为49个,共计250天。采用挂篮悬臂浇筑法进行施工,成桥状态结构几何模型和计算模型分别如图2和图3所示。

图2成桥状态结构几何模型
geometric model of the bridge state

图3 成桥状态结构计算模型
calculation model of the bridge state
3 三种温度梯度模式主梁的应力的变化情况
通过计算和实际工程观测表明,温度应力产生裂缝最多最常见的部位是支座附近和跨中处。本文根据04版规范的温度梯度模式下分别采取以下三种温度梯度模式进行计算,分析比较在不同的温度梯度模式下,主梁应力的变化情况。

温度梯度模式1 温度梯度模式2 温度梯度模式3
图4 三种温度梯度模式
Three kinds of temperature gradient mode
以下是在正常使用极限状态下三种温度梯度下主拉应力和相应的正应力的变化情况:
1)温度梯度模式1主拉应力图(单位,Mp