寒冷地區(qū)中小跨徑混凝土梁橋應(yīng)用研究.pdf

1、目前我國北方寒冷地區(qū)橋梁存在混凝土滲透凍融破壞，凍脹破壞，除冰鹽侵蝕、溫度應(yīng)力和非對稱冰壓力造成結(jié)構(gòu)損傷和破壞，以及工程實(shí)踐中常見的混凝土碳化，結(jié)構(gòu)裂縫(鋼筋銹蝕)，保護(hù)層剝落等問題。本文結(jié)合東北、華北和西北地區(qū)大量的橋梁工程病害調(diào)查結(jié)果和具體工程實(shí)踐，針對寒冷地區(qū)的環(huán)境特點(diǎn)，從體系、構(gòu)造、設(shè)計(jì)、施工等方面對常用中小混凝土簡支梁橋、簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋的工程應(yīng)用和結(jié)構(gòu)早期破壞與治理作了全面的分析和探討。 按照引起橋梁病害的原因可將結(jié)構(gòu)

2、病害分成兩類——物理化學(xué)損傷類和結(jié)構(gòu)損傷(裂縫)類。根據(jù)病害調(diào)查和工程實(shí)踐分析，北方寒冷地區(qū)對耐久性影響最大的是混凝土保護(hù)層厚度，其次是氯離子表面濃度、氯離子擴(kuò)散速度。研究表明，控制混凝土的碳化，避免或減低鹽類侵蝕，改善混凝土的穩(wěn)定性和抗裂性，是解決環(huán)境侵蝕的有效技術(shù)措施?；炷亮簶虿荒芎唵蔚刂灰揽砍Ｒ?guī)配筋設(shè)計(jì)來解決結(jié)構(gòu)開裂問題，而應(yīng)通過必要的構(gòu)造設(shè)計(jì)，盡可能的減小結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生，同時(shí)適當(dāng)提高混凝土保護(hù)層厚度、合理考慮結(jié)構(gòu)及構(gòu)造配筋，解

3、決橋梁結(jié)構(gòu)開裂問題。 本文針對北方地區(qū)最常見的混凝土空心板梁、T型梁和小箱梁三種構(gòu)造形式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對比分析。結(jié)合先簡支后連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)梁橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出雙支座體系、單支座體系、無蓋梁體系3種簡支轉(zhuǎn)連續(xù)結(jié)構(gòu)體系形式，并對各自的實(shí)用性和局限性進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明，混凝土簡支梁和簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋非常適合北方地區(qū)的氣候和地域特點(diǎn)，具有構(gòu)造簡單，施工方便，溫度應(yīng)力和凍脹等因素影響相對較小的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合工程實(shí)踐中的各種常見病害，通過在結(jié)構(gòu)體

4、系、構(gòu)造、設(shè)計(jì)與施工幾個(gè)方面的研究探討，認(rèn)為嚴(yán)格控制結(jié)構(gòu)疲勞破壞，進(jìn)行定量化橋梁耐久性設(shè)計(jì)，可靠的結(jié)構(gòu)抗凍設(shè)計(jì)措施，合理的冬季施工技術(shù)是解決北方寒冷地區(qū)橋梁早期損傷的關(guān)鍵，并根據(jù)工程病害的具體特點(diǎn)，提出了相應(yīng)的處理方法， 本文結(jié)合寒冷地區(qū)混凝土梁橋的計(jì)算特點(diǎn)，對結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力和非對成冰壓力作用進(jìn)行了系統(tǒng)的分析研究。研究表明結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減少白約束作用，減少溫度應(yīng)力的影響，以解決結(jié)構(gòu)開裂問題。建議參考新西蘭規(guī)范或我國鐵路規(guī)范的溫

5、度曲線進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗裂性驗(yàn)算，并在結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮溫度應(yīng)力的作用。通過對冰壓力問題的計(jì)算分析，證實(shí)在有凌汛的河流上，冰壓力作用往往成為控制設(shè)計(jì)的決定性因素，需要在體系和構(gòu)造、設(shè)計(jì)和施工等方面采取可靠的技術(shù)措施。實(shí)踐證明，針對重點(diǎn)部位的特殊配筋設(shè)計(jì)是解決非對稱冰壓力問題有效的和可靠的技術(shù)手段。 本文從混凝土橋梁的早期損傷與耐久性分析入手，對寒冷地區(qū)中小混凝土梁橋的應(yīng)用進(jìn)行研究和探討。具體從結(jié)構(gòu)體系分析、構(gòu)造特點(diǎn)研究、抗凍耐久性設(shè)