预应力宽幅箱梁支架现浇施工早期裂缝成因分析

发布时间：2022-07-03 19:18

　　随着超大跨度混合梁斜拉桥的发展,越来越多的宽幅箱梁被应用在混合梁斜拉桥中,但是由于宽幅箱梁整体宽度较大,并且风嘴实心段属于大体积混凝土,所以宽幅箱梁的早期开裂成为国内外学者关注的重点问题。本文以实际工程为背景,对预应力宽幅箱梁早期裂缝产生的原因进行分析研究,并提出相应的裂缝预防与处理措施,为今后同类型宽幅箱梁的施工提供经验。本文主要研究内容及相关结论如下:（1）介绍宽幅箱梁支架现浇施工方法以及混凝土配合比设计流程,并对标准梁段进行早期温度场监测,得到预应力宽幅箱梁早期水化热温度场的发展规律。通过测试发现宽幅箱梁浇筑完成20～24 h后各部位温度达到最高值,随后各位置温度开始逐渐降低,由于降温速率较低,因此整个早期水化热反应持续约4d左右。另外,由于风嘴处属于大体积混凝土,受早期水泥水化的影响,混凝土内外温差较大,容易出现裂缝。（2）基于混凝土早期温度场与应力场的相关计算理论,利用有限元软件Midas FEA,建立宽幅箱梁三维有限元实体模型,通过实测数据与有限元理论计算数据的对比发现,两者保持较好的一致性。另外通过对早期温度骤降与混凝土自身收缩进行模拟分析,发现:外界温度骤降会使风嘴内表... 

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究目的和意义
    1.2 国内外箱梁裂缝研究现状
        1.2.1 箱梁水化热相关研究
        1.2.2 箱梁温度场相关研究
        1.2.3 箱梁裂缝相关研究
        1.2.4 目前研究存在的不足
    1.3 本文研究的主要内容
第二章 混凝土箱梁早期温度裂缝的相关理论
    2.1 混凝土早期力学性能
        2.1.1 混凝土强度和弹性模量
        2.1.2 混凝土早期体积变形
        2.1.3 混凝土早期收缩变形特征
    2.2 混凝土热力学性能
        2.2.1 水泥水化
        2.2.2 混凝土热传导理论
        2.2.3 热传导方程的边界条件
    2.3 早期混凝土箱梁温度应力分析方法
        2.3.1 混凝土箱梁温度场基本理论
        2.3.2 混凝土箱梁应力场基本理论
    2.4 本章小结
第三章 某大桥超宽混凝土箱梁早期水化热测试
    3.1 工程背景
        3.1.1 主桥概况与特点
        3.1.2 北边跨宽幅箱梁的浇筑
        3.1.3 北边跨宽幅混凝土箱梁性能要求
    3.2 北边跨混凝土配合比设计
        3.2.1 配合比设计指标
        3.2.2 配合比设计思路
        3.2.3 配合比设计流程
    3.3 北边跨现场浇筑
        3.3.1 支架预压
        3.3.2 现浇支架沉降观测
        3.3.3 混凝土箱梁现浇
    3.4 现浇混凝土宽幅箱梁裂缝出现位置
    3.5 现浇混凝土箱梁水化热实测
        3.5.1 测点布置
        3.5.2 实测结果分析
    3.6 本章小结
第四章 箱梁早期裂缝有限元分析
    4.1 箱梁有限元模型建立
    4.2 模型参数确定
        4.2.1 热传导系数
        4.2.2 比热系数
        4.2.3 对流系数
        4.2.4 混凝土绝热温升
        4.2.5 混凝土冷却水管的布置
    4.3 早期裂缝有限元分析
        4.3.1 早期水化热对裂缝影响
        4.3.2 早期温度骤降对裂缝影响
        4.3.3 早期温度组合作用对裂缝影响
        4.3.4 早期混凝土收缩对裂缝影响
        4.3.5 风嘴厚度对早期裂缝的影响
    4.4 本章小结
第五章 宽幅箱梁早期防裂措施
    5.1 优化配合比
        5.1.1 原材料质量控制
    5.2 增加聚乙烯抗裂纤维
    5.3 夏冬季养护措施
    5.4 合理拆模时间分析
    5.5 优化支架结构
    5.6 裂缝的处理
    5.7 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录 读研期间所参加的科研工作和发表论文情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]大悬臂薄腹板连续箱梁桥腹板开裂病害原因分析及加固方法研究[J]. 陈平燕.  公路. 2019(03)
[2]聚丙烯纤维高性能混凝土路用性能研究[J]. 马士宾,徐文斌,许艳伟,杨鑫玮.  重庆交通大学学报(自然科学版). 2018(10)
[3]纤维对混凝土抗冻耐久性的影响研究综述[J]. 肖琦,郝帅,宁喜亮,梁宇.  混凝土. 2018(06)
[4]箱梁C55高性能混凝土的配合比设计与性能研究[J]. 张士山,张显安,唐守峰,李北星,王涛.  混凝土. 2017(12)
[5]甘肃省戈壁地区养护方式对预制混凝土箱梁抗裂性及强度的影响[J]. 刘建勋,赵文斌,张戎令,李波,康健.  硅酸盐通报. 2017(11)
[6]大温差、干寒地区日照对混凝土箱梁的影响规律[J]. 赵文斌,刘建勋,张戎令,李延盛,关惠军.  长江科学院院报. 2018(01)
[7]水灰比和低温环境影响的水泥水化放热计算模型[J]. 陈川,冷洁,邢添,王起才,张戎令,段运.  混凝土. 2015(01)
[8]大体积混凝土温度与冷却通水参数关系[J]. 谭恺炎,段绍辉,余意,胡书红,燕乔,张治奎.  武汉大学学报(工学版). 2013(06)
[9]水泥混凝土蒸汽养护自动控制技术在长沙湾特大桥箱梁加工中的应用[J]. 王志武.  公路工程. 2013(02)
[10]混凝土箱梁早期温度裂缝的影响因素[J]. 袁明虎,史建朋,张同舟.  四川建筑科学研究. 2012(02)

博士论文
[1]大跨度PC连续刚构桥挠曲开裂因素研究[D]. 文武松.西南交通大学 2009

硕士论文
[1]基于等效温度法的预应力混凝土连续梁桥的徐变效应[D]. 赵立勇.北京交通大学 2013
[2]客运专线铁路预制整孔箱梁施工温度监控与防裂研究[D]. 曾志长.中南大学 2008



本文编号：3655495