超宽预应力混凝土箱梁斜拉桥裂缝控制方法研究

• 作 者: 肖胜利
• 出 处: 长安大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 预应力箱梁 斜拉桥 裂缝控制 精细有限元模型 施工控制技术

随着更多超宽超大桥梁的建立,桥梁的裂缝控制技术已成为科研工作者研究的热点课题。本研究结合沥桂超宽预应力混凝土箱梁斜拉桥结构的特点及混凝土施工中存在的关键技术问题两个方面展开了关于此类桥梁裂缝控制技术的研究。通过建立沥桂大桥的杆系模型和实体模型,分析超宽预应力混凝土箱梁斜拉桥可能产生裂缝的位置;通过建立全桥的精细有限元模型,明确桥梁开裂具体位置和应力大小,提出优化设计方案,并验证优化设计手段的有效性;通过分析沥桂大桥施工控制手段和监控实测结果,明确超宽预应力混凝土箱梁斜拉桥控制裂缝的有效施工手段。具体内容如下:(1)建立了沥桂大桥的杆系模型和实体模型,分析了超宽预应力混凝土箱梁斜拉桥可能产生裂缝的位置。首先,建立杆系模型,进行了其主梁和索塔的应力计算;然后,建立了针对受力复杂的主塔建立实体模型,明确了该区域各部位的应力分布;最后,建立了塔梁固结处横梁的实体模型,分析了横梁应力分布情况。为后面精细仿真空间模型分析和优化设计提了供参考。(2)建立了沥桂大桥的全桥精细仿真模型,并进行了精细仿真空间效应分析。分析了超宽预应力混凝土箱梁斜拉桥可能产生裂缝的位置,从增大预应力、调整张拉顺序、增强普通钢筋配筋及改善混凝土材料等方面优化了桥梁设计,采取设计手段控制桥梁裂缝,优化设计后再进行精细仿真空间效应分析,优化后的危险区域的应力值与优化前对比,验证了优化设计的有效性。(3)进行了永久作用下的应力计算并针对应力值较大可能开裂区域提出优化设计方案,通过精细仿真分析出优化设计后的应力值;根据沥桂大桥持久状况正常使用极限状态验算、短期抗裂验算以及局部验算的需要,选取工况进行验算,得到了优化设计后结构在组合应力验算下的应力分布情况,为应力仍然过大的区域提出裂缝控制方案,为超宽预应力混凝土箱梁斜拉桥的裂缝控制在设计手段方面提供了参考。(4)研究了超宽预应力混凝土箱梁斜拉桥裂缝控制的施工措施。明确了桥梁主要部位的施工方案及混凝土温度控制的施工方案,以及桥梁的监控方案,包括施工原则、流程、施工措施等,通过施工监控结果验证了施工手段控制裂缝的有效性。为超宽预应力混凝土箱梁斜拉桥的裂缝控制的研究提供了技术支持,文章研究内容为此类桥梁的科学施工方案的完善提供了参考。