上承式钢管混凝土拱桥耐久性影响因素研究

作     者：徐天倚 

作者单位：重庆交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周水兴

授予年度：2017年

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：上承式钢管混凝土拱桥 耐久性 均匀锈蚀 锈蚀模型 

摘      要：钢管混凝土拱桥虽然发展时间较短,但在跨度200m-500m桥梁中有着巨大的竞争力。过去20多年中,钢管混凝土拱桥已经暴露出钢管锈蚀、吊杆断裂等病害。相对于设计理念与施工工艺的日趋成熟,钢管混凝土耐久性问题研究相对滞后,耐久性影响因素不够明确,无法为后期养护管理提供有效指导。本文以贵州省交通运输厅科技项目《香火岩特大桥主拱构造、砼灌注与养护对策研究》(项目编号:2015-122-052)中的子课题“上承式钢管混凝土拱桥耐久性影响因素研究为题,开展了以下研究工作:1、从上承式钢管混凝土拱桥各主要结构的材料和受力角度出发,分析了上承式钢管混凝土拱桥主要耐久性影响因素,并对各影响因素形成机理及危害进行了分析。结合香火岩大桥中周围自然环境与运营环境,提出钢管锈蚀、高强螺栓失效、焊缝开裂、混凝土裂缝和钢筋锈蚀是香火岩大桥主要耐久性影响。2、针对钢管均匀锈蚀问题,利用重叠单元与生死单元技术计算分析了均匀锈蚀对拱圈应力、挠度和极限承载力的影响。基于锈蚀后钢管混凝土套箍系数、钢管与管内混凝土应力和桥梁极限承载力分析结果,提出香火岩大桥最大锈蚀度容许值。3、针对香火岩大桥预应力混凝土连续桥道梁结构,分析了温度变化与管内混凝土收缩徐变对主梁内力的影响。以现有钢筋锈蚀速率时变模型为基础,考虑混凝土碳化及钢筋锈蚀产物对混凝土孔隙率的影响,推导了适用于实际工程的钢筋锈蚀速率时变模型,并讨论了钢筋锈蚀对桥道梁截面承载力的影响。