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混凝土桥梁合理耐用结构构造的研究

唐先习

  结构构造在混凝土桥梁的耐久性和受力性能方面发挥着重要作用,但一直没有得到充分的重视。本文依托交通运输部西部交通建设科技项目“混凝土桥梁合理耐用结构构造的研究”(200631822302-04),对影响混凝土桥梁结构耐久性的关键构造进行了研究,主要研究内容如下: 1、针对结构构造对混凝土桥梁结构的使用性能及耐久性能的影响,提出了“合理耐用结构构造”的概念,对相应含义和影响因素进行了分析。应用层次分析法,分析了各主要结构构造所占的比重以及合理耐用性影响因素的权重。通过对耐久性及结构应力分析方法的总结,构建了合理耐用结构构造研究的方法体系,为混凝土桥梁合理耐用结构构造的研究奠定了基础。 2、基于混凝土凝结硬化时的自收缩、碳化对钢筋的锈蚀作用、氯离子对钢筋的锈蚀作用等方面对混凝土结构保护层厚度的影响进行了分析,并结合现有桥梁及混凝土结构规范中关于混凝土保护层厚度的分析比较,提出了一般大气环境和氯离子环境下特定设计基准期的梁(板)最小合理保护层厚度和混凝土最低强度推荐值。 3、通过数值分析与现场调研,对混凝土T梁横隔板构造和横隔板横向连接型式进行了深入探讨,提出了T梁横隔板及其横向连接的适宜构造形式,并对所确定构造的合理耐用性进行了分析。 4、通过数值分析与现场调研,对混凝土T梁桥面板的构造和钢筋布置构造进行了深入探讨。确定了T梁桥面板适宜的宽度和厚度以及钢筋的适宜直径和间距,并对所确定构造的合理耐用性进行了分析。 5、基于板桥铰缝静载及疲劳试验,分析了铰缝破坏机理,明确了疲劳荷载对铰缝性能的影响。通过对光纤光栅量测数据、电阻应变计量测数据以及数值分析结果的对比分析,验证了光纤光栅应变量测装置的有效性,创新了混凝土桥梁结构细部构造应变量测的方法和手段。 6、在板桥铰缝试验的基础上,通过数值模拟,分析了铰缝深度和混凝土桥面铺装厚度对铰接板结构整体性能及铰缝内部受力性能的影响,明确了板桥结构铰缝破坏的原因,提出了铰接板桥的合理耐用结构构造形式。合理耐用结构构造的设计原则,给出了合理耐用结构构造设计的主要内容与方法,为混凝土桥梁合理耐用结构构造设计手册的编制奠定了基础。……