波形钢腹板PC组合箱梁桥耐久性研究
目 录内容简介
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第1章 绪论1
1.1 概述1
1.1.1 波形钢腹板PC箱梁的构造 1
1.1.2 波形钢腹板的优势 2
1.1.3 波形钢腹板PC箱梁桥的发展概况 3
1.1.4 体外预应力的发展概况 5
1.1.5 剪力连接器的发展概况 6
1.2 研究意义 7
1.3 主要存在的问题 9
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第1章 绪论1
1.1 概述1
1.1.1 波形钢腹板PC箱梁的构造 1
1.1.2 波形钢腹板的优势 2
1.1.3 波形钢腹板PC箱梁桥的发展概况 3
1.1.4 体外预应力的发展概况 5
1.1.5 剪力连接器的发展概况 6
1.2 研究意义 7
1.3 主要存在的问题 9
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《波形钢腹板PC组合箱梁桥耐久性研究》是国家自然科学基金委员会、重庆市科学技术委员会和重庆市交通委员会等单位资助的研究课题的成果。《波形钢腹板PC组合箱梁桥耐久性研究》共6章，内容包括：钢桥抗疲劳、防腐蚀与混凝土耐久性分析理论，PC组合箱梁波形钢腹板耐久性研究，波形钢腹板PC组合箱梁体外束耐久性研究，剪力传递器耐久性研究以及混凝土结构耐久性研究等内容。
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第1章 绪论1
1.1 概述1
1.1.1 波形钢腹板PC箱梁的构造 1
1.1.2 波形钢腹板的优势 2
1.1.3 波形钢腹板PC箱梁桥的发展概况 3
1.1.4 体外预应力的发展概况 5
1.1.5 剪力连接器的发展概况 6
1.2 研究意义 7
1.3 主要存在的问题 9
1.4 本书的主要内容 10
参考文献 11
第2章 钢桥抗疲劳、防腐蚀与混凝土耐久性分析理论 14
2.1 耐久性的定义 14
2.2 疲劳的定义 15
2.2.1 基本概念 15
2.2.2 影响因素 16
2.2.3 抗疲劳设计 17
2.2.4 疲劳评估 18
2.3 混凝土的耐久性 20
2.3.1 耐久性的定义 20
2.3.2 混凝土碳化 22
2.3.3 混凝土中钢筋的锈蚀 24
2.3.4 碱-骨料反应影响因素 26
2.3.5 混凝土冻融破坏 27
2.3.6 氯离子侵蚀 28
2.4 索结构的钢丝腐蚀 30
参考文献 31
第3章 PC组合箱梁波形钢腹板耐久性研究 33
3.1 波形钢腹板的选材 33
3.1.1 波形钢腹板的波形 33
3.1.2 钢材的选用 38
3.1.3 桥梁用钢的强度与等级的选用 39
3.2 波形钢腹板的波形加工 44
3.2.1 波形成形的加工方法 44
3.2.2 波形钢板的加工精度 45
3.2.3 波形钢腹板的切割 47
3.2.4 波形钢腹板的钻孔 48
3.3 波形钢腹板的纵向连接及其耐久性分析 50
3.3.1 螺栓连接 50
3.3.2 铆钉连接 52
3.3.3 焊接连接 53
3.3.4 焊缝连接的型式 57
3.3.5 焊缝耐久性的控制措施 59
3.3.6 横隔梁与波形钢腹板的连接 62
3.4 钢桥构件的病害 63
3.4.1 疲劳断裂 63
3.4.2 平面外翘曲 64
3.4.3 焊缝裂纹 65
3.4.4 主梁腹板 66
3.4.5 有盖板的工字梁和翼缘节点板 68
3.4.6 腹板连接板 69
3.4.7 横隔梁的腹板 70
3.4.8 翼缘板和腹板拼接处 70
3.4.9 纵向加劲肋的拼接处 72
3.4.10 主梁型钢中插入填板并焊接成变截面梁腋处 72
3.4.11 角钢处疲劳裂纹 72
3.4.12 腹板穿透处 73
3.4.13 脆性断裂 73
3.4.14 腐蚀 74
3.4.15 失稳 77
3.5 波形钢腹板防腐涂装及其耐久性 78
3.5.1 钢桥防腐的重要性 78
3.5.2 钢桥的防腐体系 79
3.5.3 波形钢腹板涂装的选择 85
3.5.4 涂装层的失效 86
3.5.5 涂装层的检测评定 90
3.5.6 涂装的检查维修 94
3.5.7 涂装层维修施工 95
3.6 波形钢腹板的疲劳性能分析 96
3.6.1 影响波形钢腹板疲劳寿命的因素 96
3.6.2 提高波形钢腹板组合梁疲劳性能的措施 99
3.6.3 各国规范中的钢结构疲劳曲线 100
3.6.4 各国规范中的细节分级 104
3.7 疲劳与稳定交互效应 106
3.7.1 钢腹板呼吸的定义 106
3.7.2 疲劳裂纹的位置 107
3.7.3 疲劳曲线的确定 108
3.7.4 疲劳剩余寿命 109
3.7.5 钢腹板抗呼吸疲劳的设计方法和公式 110
3.8 基于可靠度的钢桥构件疲劳检测方法 112
3.8.1 事件树分析 112
3.8.2 维修概率 114
3.8.3 钢梁的疲劳检测优化 116
3.8.4 参数分析 119
参考文献 124
第4章 波形钢腹板PC组合箱梁体外束耐久性研究 127
4.1 体内外预应力混合配索的特点 127
4.2 体外索的构造 128
4.2.1 体外索的发展 128
4.2.2 钢索 130
4.2.3 锚具 131
4.2.4 防护 131
4.2.5 转向装置 133
4.2.6 减震设计 134
4.3 部分已建波形钢腹板桥体外预应力的布置 135
4.3.1 大堰河桥 136
4.3.2 卫河大桥 136
4.3.3 英屿沟Ⅱ号天桥 137
4.3.4 泼河大桥 138
4.3.5 花天河大桥(施工图方案) 139
4.4 体外索破损的原因分析 139
4.4.1 钢索损坏的原因 139
4.4.2 锚具破损的原因 140
4.4.3 防护破损的原因 141
4.4.4 体外索的腐蚀疲劳 142
4.5 索体钢丝的腐蚀耐久性分析 145
4.5.1 拉索钢丝的腐蚀机理 145
4.5.2 拉索PE护套的退化机理 149
4.5.3 拉索的腐蚀破坏特点 151
4.5.4 拉索的腐蚀寿命计算 153
4.5.5 拉索等效的轴向刚度 157
4.5.6 拉索钢丝的断裂强度分析 163
4.5.7 拉索系统的检查内容与检查周期 169
4.5.8 拉索检测周期的优化分析 172
4.6 拉索钢丝的疲劳耐久性分析 176
4.6.1 拉索疲劳设计的准则与方法 176
4.6.2 影响因素分析 180
4.6.3 某体外索钢丝的疲劳退化 181
4.7 转向块的耐久性 184
参考文献 185
第5章 剪力传递器耐久性研究 188
5.1 剪力传递器的研究现状 188
5.1.1 国外研究现状 188
5.1.2 国内研究现状 189
5.2 剪力传递器的结构形式 190
5.2.1 剪力连接件按刚度分类 191
5.2.2 剪力连接件按形式分类 192
5.3 剪力连接件的破坏机理分析 194
5.3.1 栓钉连接件的破坏机理 194
5.3.2 开孔钢板连接件的破坏机理 195
5.3.3 栓钉剪力连接件抗剪性能的影响因素 196
5.3.4 开孔钢板连接件耐久性的影响因素 196
5.4 剪力键的疲劳性能分析 197
5.4.1 三种常见的剪力键的承载能力计算 197
5.4.2 常见剪力键的抗疲劳性能 200
5.4.3 常见剪力键的构造要求 201
5.5 基于S-N曲线的疲劳寿命可靠度评估 202
5.5.1 S-N曲线的修正方法 203
5.5.2 疲劳寿命的计算 203
5.5.3 疲劳可靠度理论 204
5.5.4 基于S-N曲线的疲劳寿命可靠度评估 207
5.6 基于可靠度的细节疲劳寿命评估实例 210
5.6.1 桥梁概况 210
5.6.2 疲劳细节的确定 211
5.6.3 各疲劳细节的S-N曲线 212
5.6.4 大桥的疲劳车辆荷载谱 213
5.6.5 有限元模型分析 214
5.6.6 细节疲劳寿命估算 217
5.6.7 细节疲劳寿命可靠度评估 219
参考文献 222
第6章 混凝土结构耐久性研究 225
6.1 影响桥梁结构耐久性的人为因素分析 225
6.1.1 结构设计对混凝土耐久性的影响分析 225
6.1.2 施工与运营管理对桥梁耐久性的影响分析 226
6.2 构件钢筋锈蚀及理论模型 227
6.2.1 构件钢筋锈蚀的影响因素 228
6.2.2 钢筋锈蚀与构件胀裂的关系 230
6.2.3 钢筋锈蚀混凝土构件的受力性能 233
6.3 混凝土的退化及理论模型 233
6.3.1 冻融破坏及其模型 233
6.3.2 混凝土表面磨损 234
6.3.3 裂缝对混凝土构件耐久性影响 235
6.4 混凝土箱梁体内预应力的常见缺陷 235
6.4.1 预应力孔道压浆不饱满 235
6.4.2 预应力钢绞线断丝或滑丝 236
6.4.3 锚具引起的预应力缺陷 237
6.4.4 预应力波形管管道位置偏差 237
6.4.5 预应力不均匀 237
6.4.6 预应力损失 238
6.5 预应力混凝土的耐久性分析 238
6.5.1 混凝土所处的应力状态对混凝土碳化的影响 238
6.5.2 裂缝对预应力混凝土结构耐久性的影响 239
6.5.3 主梁混凝土结构耐久性预测分析 241
6.6 混凝土桥梁结构的耐久性设计原则 244
6.6.1 桥梁体系和孔跨布置的合理原则 244
6.6.2 构件的合理传力原则 245
6.6.3 结构整体性、强健性和冗余性原则 245
6.7 结构体系的防水措施 246
6.7.1 桥梁耐久性的防水策略 246
6.7.2 结构设计应保证可施工性 247
6.8 体内预应力钢束的耐久性分析 248
6.8.1 体内预应力束的耐久性 249
6.8.2 预应力钢束锈蚀对混凝土桥梁构件耐久性的影响 250
6.9 不同维修策略下钢筋混凝土梁桥的最优维修时机研究 250
6.9.1 结构性能退化 251
6.9.2 维修策略分类 251
6.9.3 维修策略优化 254
6.9.4 计算示例 255
6.10 不同失效准则下混凝土梁桥的保护层最优厚度研究 257
6.10.1 钢筋混凝土退化机理与分析模型 257
6.10.2 实例计算 261
参考文献 264
^ 收 起
第1章 绪论1
1.1 概述1
1.1.1 波形钢腹板PC箱梁的构造 1
1.1.2 波形钢腹板的优势 2
1.1.3 波形钢腹板PC箱梁桥的发展概况 3
1.1.4 体外预应力的发展概况 5
1.1.5 剪力连接器的发展概况 6
1.2 研究意义 7
1.3 主要存在的问题 9
1.4 本书的主要内容 10
参考文献 11
第2章 钢桥抗疲劳、防腐蚀与混凝土耐久性分析理论 14
2.1 耐久性的定义 14
2.2 疲劳的定义 15
2.2.1 基本概念 15
2.2.2 影响因素 16
2.2.3 抗疲劳设计 17
2.2.4 疲劳评估 18
2.3 混凝土的耐久性 20
2.3.1 耐久性的定义 20
2.3.2 混凝土碳化 22
2.3.3 混凝土中钢筋的锈蚀 24
2.3.4 碱-骨料反应影响因素 26
2.3.5 混凝土冻融破坏 27
2.3.6 氯离子侵蚀 28
2.4 索结构的钢丝腐蚀 30
参考文献 31
第3章 PC组合箱梁波形钢腹板耐久性研究 33
3.1 波形钢腹板的选材 33
3.1.1 波形钢腹板的波形 33
3.1.2 钢材的选用 38
3.1.3 桥梁用钢的强度与等级的选用 39
3.2 波形钢腹板的波形加工 44
3.2.1 波形成形的加工方法 44
3.2.2 波形钢板的加工精度 45
3.2.3 波形钢腹板的切割 47
3.2.4 波形钢腹板的钻孔 48
3.3 波形钢腹板的纵向连接及其耐久性分析 50
3.3.1 螺栓连接 50
3.3.2 铆钉连接 52
3.3.3 焊接连接 53
3.3.4 焊缝连接的型式 57
3.3.5 焊缝耐久性的控制措施 59
3.3.6 横隔梁与波形钢腹板的连接 62
3.4 钢桥构件的病害 63
3.4.1 疲劳断裂 63
3.4.2 平面外翘曲 64
3.4.3 焊缝裂纹 65
3.4.4 主梁腹板 66
3.4.5 有盖板的工字梁和翼缘节点板 68
3.4.6 腹板连接板 69
3.4.7 横隔梁的腹板 70
3.4.8 翼缘板和腹板拼接处 70
3.4.9 纵向加劲肋的拼接处 72
3.4.10 主梁型钢中插入填板并焊接成变截面梁腋处 72
3.4.11 角钢处疲劳裂纹 72
3.4.12 腹板穿透处 73
3.4.13 脆性断裂 73
3.4.14 腐蚀 74
3.4.15 失稳 77
3.5 波形钢腹板防腐涂装及其耐久性 78
3.5.1 钢桥防腐的重要性 78
3.5.2 钢桥的防腐体系 79
3.5.3 波形钢腹板涂装的选择 85
3.5.4 涂装层的失效 86
3.5.5 涂装层的检测评定 90
3.5.6 涂装的检查维修 94
3.5.7 涂装层维修施工 95
3.6 波形钢腹板的疲劳性能分析 96
3.6.1 影响波形钢腹板疲劳寿命的因素 96
3.6.2 提高波形钢腹板组合梁疲劳性能的措施 99
3.6.3 各国规范中的钢结构疲劳曲线 100
3.6.4 各国规范中的细节分级 104
3.7 疲劳与稳定交互效应 106
3.7.1 钢腹板呼吸的定义 106
3.7.2 疲劳裂纹的位置 107
3.7.3 疲劳曲线的确定 108
3.7.4 疲劳剩余寿命 109
3.7.5 钢腹板抗呼吸疲劳的设计方法和公式 110
3.8 基于可靠度的钢桥构件疲劳检测方法 112
3.8.1 事件树分析 112
3.8.2 维修概率 114
3.8.3 钢梁的疲劳检测优化 116
3.8.4 参数分析 119
参考文献 124
第4章 波形钢腹板PC组合箱梁体外束耐久性研究 127
4.1 体内外预应力混合配索的特点 127
4.2 体外索的构造 128
4.2.1 体外索的发展 128
4.2.2 钢索 130
4.2.3 锚具 131
4.2.4 防护 131
4.2.5 转向装置 133
4.2.6 减震设计 134
4.3 部分已建波形钢腹板桥体外预应力的布置 135
4.3.1 大堰河桥 136
4.3.2 卫河大桥 136
4.3.3 英屿沟Ⅱ号天桥 137
4.3.4 泼河大桥 138
4.3.5 花天河大桥(施工图方案) 139
4.4 体外索破损的原因分析 139
4.4.1 钢索损坏的原因 139
4.4.2 锚具破损的原因 140
4.4.3 防护破损的原因 141
4.4.4 体外索的腐蚀疲劳 142
4.5 索体钢丝的腐蚀耐久性分析 145
4.5.1 拉索钢丝的腐蚀机理 145
4.5.2 拉索PE护套的退化机理 149
4.5.3 拉索的腐蚀破坏特点 151
4.5.4 拉索的腐蚀寿命计算 153
4.5.5 拉索等效的轴向刚度 157
4.5.6 拉索钢丝的断裂强度分析 163
4.5.7 拉索系统的检查内容与检查周期 169
4.5.8 拉索检测周期的优化分析 172
4.6 拉索钢丝的疲劳耐久性分析 176
4.6.1 拉索疲劳设计的准则与方法 176
4.6.2 影响因素分析 180
4.6.3 某体外索钢丝的疲劳退化 181
4.7 转向块的耐久性 184
参考文献 185
第5章 剪力传递器耐久性研究 188
5.1 剪力传递器的研究现状 188
5.1.1 国外研究现状 188
5.1.2 国内研究现状 189
5.2 剪力传递器的结构形式 190
5.2.1 剪力连接件按刚度分类 191
5.2.2 剪力连接件按形式分类 192
5.3 剪力连接件的破坏机理分析 194
5.3.1 栓钉连接件的破坏机理 194
5.3.2 开孔钢板连接件的破坏机理 195
5.3.3 栓钉剪力连接件抗剪性能的影响因素 196
5.3.4 开孔钢板连接件耐久性的影响因素 196
5.4 剪力键的疲劳性能分析 197
5.4.1 三种常见的剪力键的承载能力计算 197
5.4.2 常见剪力键的抗疲劳性能 200
5.4.3 常见剪力键的构造要求 201
5.5 基于S-N曲线的疲劳寿命可靠度评估 202
5.5.1 S-N曲线的修正方法 203
5.5.2 疲劳寿命的计算 203
5.5.3 疲劳可靠度理论 204
5.5.4 基于S-N曲线的疲劳寿命可靠度评估 207
5.6 基于可靠度的细节疲劳寿命评估实例 210
5.6.1 桥梁概况 210
5.6.2 疲劳细节的确定 211
5.6.3 各疲劳细节的S-N曲线 212
5.6.4 大桥的疲劳车辆荷载谱 213
5.6.5 有限元模型分析 214
5.6.6 细节疲劳寿命估算 217
5.6.7 细节疲劳寿命可靠度评估 219
参考文献 222
第6章 混凝土结构耐久性研究 225
6.1 影响桥梁结构耐久性的人为因素分析 225
6.1.1 结构设计对混凝土耐久性的影响分析 225
6.1.2 施工与运营管理对桥梁耐久性的影响分析 226
6.2 构件钢筋锈蚀及理论模型 227
6.2.1 构件钢筋锈蚀的影响因素 228
6.2.2 钢筋锈蚀与构件胀裂的关系 230
6.2.3 钢筋锈蚀混凝土构件的受力性能 233
6.3 混凝土的退化及理论模型 233
6.3.1 冻融破坏及其模型 233
6.3.2 混凝土表面磨损 234
6.3.3 裂缝对混凝土构件耐久性影响 235
6.4 混凝土箱梁体内预应力的常见缺陷 235
6.4.1 预应力孔道压浆不饱满 235
6.4.2 预应力钢绞线断丝或滑丝 236
6.4.3 锚具引起的预应力缺陷 237
6.4.4 预应力波形管管道位置偏差 237
6.4.5 预应力不均匀 237
6.4.6 预应力损失 238
6.5 预应力混凝土的耐久性分析 238
6.5.1 混凝土所处的应力状态对混凝土碳化的影响 238
6.5.2 裂缝对预应力混凝土结构耐久性的影响 239
6.5.3 主梁混凝土结构耐久性预测分析 241
6.6 混凝土桥梁结构的耐久性设计原则 244
6.6.1 桥梁体系和孔跨布置的合理原则 244
6.6.2 构件的合理传力原则 245
6.6.3 结构整体性、强健性和冗余性原则 245
6.7 结构体系的防水措施 246
6.7.1 桥梁耐久性的防水策略 246
6.7.2 结构设计应保证可施工性 247
6.8 体内预应力钢束的耐久性分析 248
6.8.1 体内预应力束的耐久性 249
6.8.2 预应力钢束锈蚀对混凝土桥梁构件耐久性的影响 250
6.9 不同维修策略下钢筋混凝土梁桥的最优维修时机研究 250
6.9.1 结构性能退化 251
6.9.2 维修策略分类 251
6.9.3 维修策略优化 254
6.9.4 计算示例 255
6.10 不同失效准则下混凝土梁桥的保护层最优厚度研究 257
6.10.1 钢筋混凝土退化机理与分析模型 257
6.10.2 实例计算 261
参考文献 264
^ 收 起
目 录内容简介
《波形钢腹板PC组合箱梁桥耐久性研究》是国家自然科学基金委员会、重庆市科学技术委员会和重庆市交通委员会等单位资助的研究课题的成果。《波形钢腹板PC组合箱梁桥耐久性研究》共6章，内容包括：钢桥抗疲劳、防腐蚀与混凝土耐久性分析理论，PC组合箱梁波形钢腹板耐久性研究，波形钢腹板PC组合箱梁体外束耐久性研究，剪力传递器耐久性研究以及混凝土结构耐久性研究等内容。
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