大跨度PK寬箱混合梁斜拉橋設計與施工關鍵技術

《大跨度PK寬箱混合梁斜拉橋設計與施工關鍵技術》是 2023年6月1日清華大學出版社出版的圖書，作者：趙健、周冠南、樊立龍、李春江、張廣濤、劉海國。

基本介紹

• 中文名：大跨度PK寬箱混合梁斜拉橋設計與施工關鍵技術
• 作者：趙健、周冠南、樊立龍、李春江、張廣濤、劉海國
• 出版時間：2023年6月1日
• 出版社：清華大學出版社
• ISBN：9787302628385
• 定價：88 元
• 印次：1-1
• 印刷日期：2023.06.13

內容簡介

PK斷面混凝土箱梁由幾何特性引起的力學問題十分顯著，它具有橫向寬度大的特點，從設計角度來看，其結構的剛度及線型控制需要通過“空間預應力鋼筋”的設定來實現。但是，PK斷面混凝土箱梁成橋受力行為與未成橋狀態存在巨大差異，橋樑設計人員通常以成橋狀態考慮其結構的優越性，對PK斷面混凝土箱梁的“節段預製、拼裝施工工藝”的難度並未熟知，導致施工總體設計方案複雜，技術與設備要求高。

由於PK斷面混凝土箱梁結構在施工及使用過程中的剪力滯效應的存在，傳統的結構設計與計算方法（理論計算公式）與數值模擬方法（經典的桿系模型）很難考慮“空間預應力的耦合效應”對結的影響，計算精度已經無法滿足結構的設計需要。所以，需要採用一種精細化有限元模擬方法，即可以直觀的反映出結構的力學性能，又可以根據材料強度判斷其薄弱位置（裂縫數據採集），力爭對PK斷面混凝土箱梁的施工過程進行完整的模擬分析，從而保障結構的質量及耐久性。除此之外，為防止並控制主塔錨固區開裂，需對主塔錨固區新型結構設計方法進行研究。其主要研究內容包括：

（1）大跨度混合梁斜拉橋主梁總體施工方案最佳化設計研究

（2）空間預應力混凝土結構數值模擬技術研究

（3）PK箱梁施工階段結構破壞機理和剪力滯效應研究

（4）超寬混凝土PK斷面箱梁施工階段防裂控制技術

（5）大跨度混合梁斜拉橋施工階段空間力學行為分析

（6）大跨度混合梁斜拉橋索塔新型鋼錨梁結構設計

圖書目錄

目錄

第1章 緒論

1.1項目背景

1.2石首長江公路大橋工程概述

1.3項目主要研究內容

1.4項目研究過程概述

1.5項目總體技術性能指標

1.6項目創新點和取得的突破

1.7項目研究成果的推廣套用條件和套用前景

1.8存在問題及工作構想

第2章空間結構數值模擬計算方法

2.1概述

2.2PK斷面混凝土箱梁結構

2.2.1PK斷面混凝土箱梁的結構特點

2.2.2預應力鋼束類型

2.3PK斷面混凝土箱梁空間結構建模方法

2.3.1有限元模型單元選擇

2.3.2非線性材料本構模型

2.3.3混凝土裂縫模型

2.4空間預應力建模方法

2.5計算實例

2.5.1主橋總體布置

2.5.2主梁斷面形式

2.5.3預應力鋼束

2.6有限元模型

2.6.1PK斷面混凝土箱梁結構模型

2.6.2預應力鋼束模型

2.6.3材料參數

2.6.4計算假定

2.6.5邊界條件

2.7計算結果分析

2.8空間預應力影響效果分析

2.8.1對比區域選擇

2.8.2結構應力狀態分析

2.8.3結構變形狀態分析

2.9實測結果對比

2.10結論

第3章PK斷面混凝土箱梁施工階段結構力學性能及破壞機制分析

3.1概述

3.2剪力滯效應的簡化計算方法

3.3PK斷面混凝土箱梁剪力滯效應機制

3.4研究主體概況

3.5數值模擬分析

3.5.1有限元模型

3.5.2參數選取

3.5.3計算工況

3.6現場實測與模型精度驗證

3.7剪力滯計算結果分析

3.8PK斷面混凝土箱梁早期收縮、徐變效應分析

3.8.1結構開裂現場調研

3.8.2收縮、徐變計算的參數取值

3.8.3梁段預製期間的收縮、徐變計算結果

3.8.4收縮、徐變對箱梁預應力損耗的影響

3.9結論

第4章PK箱梁混凝土配合比設計與質量控制研究

4.1混凝土箱梁節段預製施工技術重難點

4.2高性能混凝土配合比設計目標、流程與思路

4.2.1配合比設計指標

4.2.2配合比設計流程

4.2.3配合比設計思路

4.3PK箱梁C55高性能混凝土配合比最佳化設計

4.3.1試驗材料

4.3.2試驗方法

4.4混凝土配合比設計與基本性能試驗

4.4.1P·O 42.5水泥試配的混凝土

4.4.2採用P·O 52.5水泥試配的混凝土

4.4.3初步優選的混凝土配合比復盤驗證

4.4.4初步優選的混凝土配合比蒸汽養護強度試驗

4.5混凝土絕熱溫升測定與早期抗裂性試驗

4.5.1絕熱溫升

4.5.2早期抗裂性

4.6混凝土收縮與徐變試驗

4.6.1乾燥收縮

4.6.2徐變

4.7混凝土耐久性試驗

4.7.1抗氯離子滲透性(電通量法)和抗碳化法

4.7.2抗硫酸鹽侵蝕性能

4.7.3抗凍性

4.8混凝土微觀結構分析

4.8.1水泥-粉煤灰-礦粉複合膠凝漿體的化學結合水

4.8.2水泥-粉煤灰-礦粉複合膠凝漿體水化產物物相XRD分析

4.8.3水泥-粉煤灰-礦粉複合膠凝漿體微觀結構SEM分析

4.9北邊跨箱梁混凝土施工質量控制技術要點

4.9.1混凝土原材料主控指標

4.9.2混凝土拌和生產與運輸

4.9.3混凝土澆築質量控制

4.10混凝土養護及拆模

4.10.1混凝土自然養護

4.10.2混凝土蒸汽養護

4.10.3混凝土拆模

4.11混凝土溫控防裂措施

4.12預應力張拉工序分析

4.13結束語

第5章PK箱梁混凝土溫度控制研究

5.1概述

5.1.1工程概況

5.1.2抗裂重點及難點

5.1.3抗裂安全性評價標準

5.1.4應力評價標準

5.2A型梁仿真計算

5.2.1仿真計算資料

5.2.2仿真計算結果

5.3E型梁仿真計算

5.3.1仿真計算資料

5.3.2仿真計算結果

5.4溫控標準

5.5箱梁夏季施工混凝土溫控措施

5.5.1混凝土澆築溫度控制

5.5.2混凝土原材料降溫措施

5.5.3冷卻水使用及控制

5.5.4養護控制

5.6箱梁冬季施工混凝土保溫控制措施

5.6.1混凝土原材料質量控制

5.6.2混凝土配製和攪拌質量控制

5.6.3混凝土運輸和澆築質量控制

5.6.4保溫保濕養護

5.7現場溫度監測方案

5.8箱梁混凝土現場溫度監測結果及分析

5.8.1箱梁混凝土澆築基本情況

5.8.2混凝土入模溫度控制情況

5.8.3混凝土冷卻水管通水情況

5.8.4混凝土養護情況

5.9E型梁混凝土內部溫度發展情況

5.9.1測溫元件布置

5.9.2測溫結果

5.9.3測溫數據分析

5.9.4A型梁混凝土內部溫度發展情況

5.9.5M型梁混凝土內部溫度發展情況

5.10結束語

第6章大跨度混合梁斜拉橋邊跨主梁節段預製拼裝關鍵技術

6.1概述

6.2PK斷面箱梁組合式移動模板

6.2.1技術背景

6.2.2技術方案

6.2.3組合式移動模板構造特點

6.2.4技術優勢

6.3箱梁節段預製工藝

6.3.1技術背景

6.3.2PK斷面箱梁預製施工方案

6.3.3技術優勢

6.4混凝土箱梁節段預應力張拉工序設計

6.4.1PK斷面箱梁預應力設定

6.4.2預應力張拉工序分析意義

6.4.3箱梁預應力張拉工序模擬

6.4.4計算結果討論

6.4.5預應力張拉工序設計

6.4.6預應力張拉工序套用效果

6.5箱梁節段提升與落梁施工技術

6.5.1技術原理

6.5.2箱梁節段吊點與吊具設計

6.5.3吊桿檢測與安裝

6.5.4箱梁提升

6.5.5落梁技術

6.6箱梁節段膠拼控制技術

6.6.1技術背景

6.6.2箱梁空間姿態測控技術

6.6.3千噸級混凝土預製梁段防裂滑移系統

6.6.4箱梁節段膠拼施工工藝

6.7結束語

第7章大跨度混合梁斜拉橋非對稱施工階段結構受力行為分析

7.1概述

7.2混合梁斜拉橋施工控制原則

7.3混合梁斜拉橋施工控制影響因素

7.4有限元分析方法

7.5有限元建模

7.5.1結構模型

7.5.2斜拉索模擬

7.5.3邊界條件

7.6計算工況

7.6.1箱梁收縮徐變

7.6.2邊跨混凝土預應力模擬

7.6.3橋面起重機荷載

7.7斜拉索初張力設定

7.8施工階段受力分析

7.8.1最大雙懸臂狀態受力分析

7.8.2最大單懸臂狀態受力分析

7.8.3合龍狀態

7.9計算結果對比

7.9.1位移對比分析

7.9.2應力對比分析

7.9.3主梁橫向變形分析

7.10結論

7.11結束語

第8章大跨度混合梁斜拉橋主梁總體施工方案最佳化設計

8.1大橋總體施工方案

8.2施工方案對比分析

8.2.1支架現澆施工方案

8.2.2支架節段預製拼裝施工方案

8.2.3橋位短線法節段預製拼裝施工方案

8.3大橋北邊跨主梁總體施工方案

8.4裝備選型

8.5存梁支架布置

8.6結論

第9章索塔錨固結合部技術研究

9.1概述

9.2鋼錨梁索塔錨固結合部發展

9.3索塔組合錨固結合部承載能力模型試驗設計

9.3.1概述

9.3.2模型試件設計與製作

9.3.3試驗載入方案

9.3.4試驗測試方案

9.4模型試驗結果分析

9.4.1開孔板式試件測試結果分析

9.4.2箱格式試件測試結果分析

9.4.3兩試件測試結果比較

9.5結論

9.5.1開孔板式結合部

9.5.2箱格式結合部

參考文獻