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由于大跨度预应力混凝土箱梁桥具有“物美价廉”的性质,近年来我国建造了大量此类型的桥梁。随之而来产生的问题也越来越多,其中裂缝问题尤其突出,严重影响着箱梁桥的抗裂性能,甚至影响其在我国进一步推广和应用。本文针对上述问题,论述了箱梁桥在非荷载因素下产生裂缝的原因,混凝土的开裂机理和准则。本文结合实际工程案例,运用大型桥梁软件MIDAS FEA分析研究了大跨度预应力箱梁桥在荷载条件下的抗裂性能。主要研究内容如下:
(1)研究了大跨度预应力混凝土箱梁桥在荷载作用下,采用不同荷载系数时,裂缝产生的部位和扩展规律。分析了产生裂缝和未产生裂缝部位处的应力和应变大小,得出箱梁桥各部位处的受力状态。通过提取软件数据做出荷载系数、应力和应变之间的关系曲线,得出裂缝部位具体受力情况。通过荷载系数与裂缝宽度曲线之间的关系,得出箱梁桥从开始产生裂缝到破坏时的特点。
(2)研究了预应力钢筋施加在箱梁桥不同部位所起到的抗裂性能。通过各工况之间的比较,分析了构件在破坏时的裂缝发展状态,得出预应力钢筋能显著提高箱梁桥的抗裂性能的结论。通过对各工况在破坏时的荷载系数、跨中位移、端部剪力的分析,得出了施加预应力钢筋的层数对箱梁桥的抗裂性能提高幅度。从构件在破坏时的裂缝宽度对比,得出在一定范围内施加的预应力钢筋越多其抗裂性能越高、延性越好的结论。
通过上述所得出的结论,可以为大跨度预应力混凝土箱梁桥,在正常使用极限状态和构件破坏时的裂缝发展部位和受力状态提供依据,对易产生裂缝处采取相应设计措施。预应力施加部位的不同对箱梁桥的抗裂性能影响也不同,本文通过模拟分析并结合所研究的内容给予设计提出一些合理的建议。
(1)研究了大跨度预应力混凝土箱梁桥在荷载作用下,采用不同荷载系数时,裂缝产生的部位和扩展规律。分析了产生裂缝和未产生裂缝部位处的应力和应变大小,得出箱梁桥各部位处的受力状态。通过提取软件数据做出荷载系数、应力和应变之间的关系曲线,得出裂缝部位具体受力情况。通过荷载系数与裂缝宽度曲线之间的关系,得出箱梁桥从开始产生裂缝到破坏时的特点。
(2)研究了预应力钢筋施加在箱梁桥不同部位所起到的抗裂性能。通过各工况之间的比较,分析了构件在破坏时的裂缝发展状态,得出预应力钢筋能显著提高箱梁桥的抗裂性能的结论。通过对各工况在破坏时的荷载系数、跨中位移、端部剪力的分析,得出了施加预应力钢筋的层数对箱梁桥的抗裂性能提高幅度。从构件在破坏时的裂缝宽度对比,得出在一定范围内施加的预应力钢筋越多其抗裂性能越高、延性越好的结论。
通过上述所得出的结论,可以为大跨度预应力混凝土箱梁桥,在正常使用极限状态和构件破坏时的裂缝发展部位和受力状态提供依据,对易产生裂缝处采取相应设计措施。预应力施加部位的不同对箱梁桥的抗裂性能影响也不同,本文通过模拟分析并结合所研究的内容给予设计提出一些合理的建议。