【摘 要】
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预应力混凝土连续梁桥被广泛应用于交通基础设施建设当中。但随着过去修建的一大批预应力混凝土桥梁逐渐老化,再加上施工设计缺陷和超载运营等常有发生,导致开裂和长期挠曲变形过大问题日益凸显,亟需重视。而现阶段关于预应力混凝土连续梁的长期力学性能的试验研究大多侧重于未开裂阶段,而且截面形式往往以矩形截面为主,跨数为两跨居多,对于多跨预应力混凝土连续箱梁开裂阶段的长期力学性能研究主要以数值模拟为主,缺乏相应的
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预应力混凝土连续梁桥被广泛应用于交通基础设施建设当中。但随着过去修建的一大批预应力混凝土桥梁逐渐老化,再加上施工设计缺陷和超载运营等常有发生,导致开裂和长期挠曲变形过大问题日益凸显,亟需重视。而现阶段关于预应力混凝土连续梁的长期力学性能的试验研究大多侧重于未开裂阶段,而且截面形式往往以矩形截面为主,跨数为两跨居多,对于多跨预应力混凝土连续箱梁开裂阶段的长期力学性能研究主要以数值模拟为主,缺乏相应的试验研究。因此,进行开裂状态下的预应力混凝土连续箱梁的长期力学性能试验研究,能更加真实可靠地反映桥梁结构的实际长期受力状态,验证和完善相关理论,对危旧桥梁长期力学性能退化规律研究具有重要的理论意义,为相关桥梁的检测和加固提供可靠的研究数据和理论指导。针对目前预应力混凝土箱梁桥的运营现状,以大交通量或超载情况导致桥梁结构开裂为背景,本文对已经存在裂缝的三跨预应力混凝土连续箱梁进行了为期558d的长期力学性能试验,来研究开裂状态下的预应力混凝土连续箱梁的长期力学性能退化问题。完成了以下主要工作:(1)对三跨预应力混凝土连续箱梁进行558d的长期试验,分析了已开裂模型箱梁在长期均布荷载作用下长期挠度发展、混凝土应变时程变化、控制截面裂缝开展情况、预应力损失等力学性能变化规律;基于混凝土收缩徐变试验所得到的实测数据拟合得到徐变系数函数。(2)分析了裂缝对结构长期变形的影响,并通过弯矩调幅法来解决预应力混凝土连续箱梁进入非线性阶段出现的内力重分配问题。通过考虑相对受压区高度、结构跨中截面与中间支座截面刚度比以及损伤系数得到了弯矩调幅系数公式。(3)基于三跨预应力混凝土连续箱梁长期力学试验结果,利用叠加原理进行分析,考虑混凝土开裂、收缩徐变、弯矩重分布等因素的影响,通过编制相关分析计算程序得到长期均布力作用下的边支座反力系数和各截面的长期曲率,并利用共轭梁法求得试验梁的长期挠度,并将计算结果与实测结果进行对比发现试验梁各跨跨中截面的长期挠度理论计算值与试验结果能较好吻合。
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