[碩士]斜拉橋索塔混凝土防止開(kāi)裂的控制方法研究

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　　[碩士]斜拉橋索塔混凝土防止開(kāi)裂的控制方法研究　　學(xué)科專業(yè)：建筑與土木工程　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：重慶交通大學(xué)　　學(xué)位年度：2010　　在我國(guó)，斜拉橋的建設(shè)興起剛剛近三十年，混凝土斜拉橋的裂縫既有一般混凝土結(jié)構(gòu)的共性，又因其結(jié)構(gòu)和施工特點(diǎn)而存在特殊性，我國(guó)在混凝土索塔等關(guān)鍵構(gòu)件上還缺乏系統(tǒng)的裂縫控制研究。本研究項(xiàng)目以忠縣長(zhǎng)江公路大橋?yàn)橐劳泄こ?，?duì)斜拉橋索塔節(jié)段，采用理論分析、仿真分析和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)相結(jié)合的方法進(jìn)行裂縫控制研究。主要研究工作和取得的成果如下:　　 (1)斜拉橋索塔節(jié)段混凝土典型裂縫調(diào)研與分析　　分析一般混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的基本類型;進(jìn)而通過(guò)調(diào)研，總結(jié)了斜拉橋索塔混凝土的典型裂縫形式;分析混凝土開(kāi)裂的相關(guān)影響因素?！　? (2)斜拉橋索塔節(jié)段混凝土早期應(yīng)力場(chǎng)分析研究　　 ①分析混凝土?xí)r變因素，包括混凝土的彈性模量、徐變等;進(jìn)而探討計(jì)入時(shí)變因素時(shí)斜拉橋索塔節(jié)段混凝土的早期應(yīng)力分析實(shí)用計(jì)算方法。　　 ②由溫度場(chǎng)理論入手，通過(guò)推導(dǎo)、求解熱傳導(dǎo)偏微分方程分析水化熱作用第一、第三類邊界條件下索塔節(jié)段的溫度分布，給出了代表性的沿構(gòu)件厚度隨時(shí)間變化的溫度分布函數(shù)表達(dá)式;分析得到不同條件下索塔節(jié)段的溫度分布情況，以用于溫度應(yīng)力分析。　　 ③分析結(jié)構(gòu)中基本桿件的溫度應(yīng)力計(jì)算公式，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)對(duì)斜拉橋索塔節(jié)段混凝土水化熱溫升及降溫時(shí)的溫度分布研究，對(duì)索塔節(jié)段的溫度應(yīng)力特點(diǎn)進(jìn)行分析，提出溫度裂縫控制的對(duì)策措施.　　 ④分析混凝土收縮類型及相應(yīng)裂縫成因，通過(guò)混凝土的水分?jǐn)U散理論建立和求解一維水分?jǐn)U散方程;通過(guò)對(duì)斜拉橋索塔節(jié)段混凝土不同構(gòu)件形式的分析，確定相應(yīng)的收縮應(yīng)力計(jì)算公式，進(jìn)而分析混凝土干縮的影響及對(duì)策措施。　　 ⑤以忠縣長(zhǎng)江大橋?yàn)橐劳泄こ踢M(jìn)行測(cè)試試驗(yàn)。在索塔研究節(jié)段埋設(shè)溫度、應(yīng)變傳感　　器，測(cè)試在混凝土澆筑后一段時(shí)間內(nèi)索塔節(jié)段的水化熱溫升和應(yīng)力:了解實(shí)際水化熱溫　　升及溫度應(yīng)力的特點(diǎn):進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)與計(jì)算分析結(jié)果對(duì)比分析?！　? (3)斜拉橋索塔節(jié)段混凝土后期應(yīng)力場(chǎng)分析研究　　 ①由溫度場(chǎng)理論入手，通過(guò)推導(dǎo)、求解熱傳導(dǎo)偏微分方程分析環(huán)境降溫時(shí)第一、第三類邊界條件下索塔節(jié)段的溫度分布特點(diǎn)，給出了代表性的沿構(gòu)件厚度隨時(shí)間變化的溫度分布函數(shù)表達(dá)式;分析得到不同條件下索塔節(jié)段的溫度分布情況，以用于溫度應(yīng)力分析?！　? ②分析結(jié)構(gòu)中基本桿件的溫度應(yīng)力計(jì)算公式，根據(jù)對(duì)斜拉橋索塔節(jié)段混凝土水化熱溫升及降溫時(shí)的溫度分布研究，對(duì)索塔節(jié)段的溫度應(yīng)力特點(diǎn)進(jìn)行分析，提出溫度裂縫控　　制的對(duì)策措施。　　 ③對(duì)后期外荷載作用下的受力狀態(tài)進(jìn)行仿真分析，分析外荷載作用下索塔節(jié)段的應(yīng)力情況，判定是否會(huì)引發(fā)裂縫，從而驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性和合理性?！　? (4)斜拉橋索節(jié)段混凝土綜合防裂控制方法研究　　分析總結(jié)了典型斜拉橋索塔裂縫成因，結(jié)合忠縣長(zhǎng)江大橋索塔所采取的防控措施和應(yīng)用驗(yàn)證，進(jìn)而分析總結(jié)了斜拉橋索塔混凝土裂縫的防控原則及防控方法.分析認(rèn)為水化熱、環(huán)境溫度變化和混凝土收縮是導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂的直接因素，而混凝土材料配比、施工工藝及養(yǎng)護(hù)是導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂的間接因素。因此在防控方法上應(yīng)著重在控制混凝土溫度、控制混凝土收縮、提高混凝土抗裂性三方面著手，改善混凝土材料配比、施工工藝及養(yǎng)護(hù)條件。

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