混凝土梁橋抗裂與結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計

內(nèi)容概要

提高混凝土橋梁的耐久性不僅僅是材料工程師的事，也是結(jié)構(gòu)工程師的事，吉林等編著的《混凝土梁橋抗裂與結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計》旨在從結(jié)構(gòu)工程師的角度出發(fā)，探討混凝土橋梁的耐久性設(shè)計方法。主要包括：緒論、混凝土橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計框架、基于提升耐久性混凝土橋梁概念設(shè)計、合理成橋狀態(tài)及縱向預(yù)應(yīng)力配筋設(shè)計、腹板抗裂驗算及設(shè)計方法、預(yù)應(yīng)力錨固區(qū)的配筋設(shè)計方法、墩頂橫隔梁的配筋設(shè)計方法、合龍束徑向力效應(yīng)分析與抗裂設(shè)計、抵御環(huán)境侵蝕的耐久性設(shè)計與施工方法。其中，既包括國內(nèi)外學(xué)者在耐久性問題上的新理念，也包含作者的一些研究成果。
《混凝土梁橋抗裂與結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計》可為從事橋梁設(shè)計、施工和科研的工程技術(shù)人員提供參考，也可供相關(guān)高等院校土木工程專業(yè)師生教學(xué)參考。

書籍目錄

第1章  緒論
  1.1  混凝土梁橋技術(shù)發(fā)展回顧
    1.1.1  西方國家的混凝土梁橋發(fā)展
    1.1.2  我國的混凝土梁橋發(fā)展
  1.2  混凝土梁橋的耐久性問題
    1.2.1  環(huán)境對材料的侵蝕與結(jié)構(gòu)性能劣化
    1.2.2  裂縫問題
    1.2.3  持續(xù)下?lián)蠁栴}
  1.3  本書主要內(nèi)容
第2章  混凝土橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計框架
  2.1  橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的基本表述
    2.1.1  定義
    2.1.2  設(shè)計使用年限
    2.1.3  使用荷載、環(huán)境作用及其種類劃分
    2.1.4  耐久性極限狀態(tài)
  2.2  混凝土橋梁的耐久性設(shè)計原則和內(nèi)容
    2.2.1  橋梁耐久性設(shè)計的理想框圖
    2.2.2  橋梁耐久性設(shè)計的實用方法與內(nèi)容
  2.3  混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的抗裂設(shè)計策略
    2.3.1  裂縫與耐久性
    2.3.2  混凝土橋梁中結(jié)構(gòu)性裂縫分布特征
    2.3.3  混凝土橋梁B區(qū)與D區(qū)的劃分
    2.3.4  混凝土橋梁D區(qū)設(shè)計的拉壓桿模型
    2.3.5  區(qū)分B區(qū)與D區(qū)的抗裂設(shè)計方法
第3章  基于提升耐久性的混凝土梁橋概念設(shè)計
  3.1  基于提升耐久性的結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮
    3.1.1  重視上部結(jié)構(gòu)的整體性和連續(xù)性
    3.1.2  保證支座始終處于受壓狀態(tài)
    3.1.3  重視預(yù)制梁與現(xiàn)澆梁的比選
    3.1.4  重視體內(nèi)一體外混合配束的預(yù)應(yīng)力設(shè)計方案
    3.1.5  采用平順簡潔構(gòu)件外形，避免應(yīng)力集中
    3.1.6  重視預(yù)防和減少混凝土梁的開裂
  3.2  立面布置和橫截面形式
    3.2.1  立面布置
    3.2.2  橫截面形式
  3.3  預(yù)應(yīng)力鋼束和普通鋼筋布置
    3.3.1  節(jié)段懸臂施工中的縱向預(yù)應(yīng)力束
    3.3.2  橫向預(yù)應(yīng)力束
    3.3.3  豎向預(yù)應(yīng)力束
    3.3.4  普通鋼筋布置
第4章  合理成橋狀態(tài)及縱向預(yù)應(yīng)力配筋設(shè)計
  4.1  預(yù)應(yīng)力等效荷載與荷載平衡原理
    4.1.1  預(yù)應(yīng)力等效荷載
    4.1.2  荷載平衡原理
  4.2  預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的合理成橋狀態(tài)
  4.3  基于合理成橋狀態(tài)的預(yù)應(yīng)力配筋設(shè)計方法
    4.3.1  荷載效應(yīng)平衡系數(shù)取值
    4.3.2  預(yù)應(yīng)力筋的定量設(shè)計方法
  4.4  應(yīng)用示例
    4.4.1  縱向預(yù)應(yīng)力配筋設(shè)計
    4.4.2  成橋彎矩與時變彎矩
  4.5  合理成橋狀態(tài)討論
第5章  腹板抗裂驗算及設(shè)計方法.
  5.1  基于拉應(yīng)力準(zhǔn)則的腹板抗裂驗算
    5.1.1  平面應(yīng)力狀態(tài)下的主拉應(yīng)力計算方法
    5.1.2  影響腹板應(yīng)力狀態(tài)的其他因素分析
  5.2  基于拉應(yīng)變準(zhǔn)則的腹板抗裂驗算
    5.2.1  多軸受力單元體的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系
    5.2.2  徐變對應(yīng)變的放大
    5.2.3  容許拉應(yīng)變的選取
    5.2.4  關(guān)于開裂準(zhǔn)則的幾點討論
  5.3  應(yīng)用示例
    5.3.1  計算模型及方法
    5.3.2  計算結(jié)果
    5.3.3  計算結(jié)果的討論
  5.4  箱梁橋腹板抗裂設(shè)計討論
    5.4.1  箱梁腹板的抗裂設(shè)計分析
    5.4.2  腹板的構(gòu)造尺寸
    5.4.3  腹板內(nèi)的普通鋼筋
    5.4.4  腹板內(nèi)的預(yù)應(yīng)力鋼筋
第6章  預(yù)應(yīng)力錨固區(qū)的配筋設(shè)計方法
  6.1  錨固區(qū)抗裂設(shè)計總述
  6.2  端部錨固區(qū)配筋的設(shè)計方法
    6.2.1  劈裂力的近似計算
    6.2.2  端部錨固區(qū)的拉壓桿模型
    6.2.3  剝裂力計算
    6.2.4  端部錨固區(qū)配筋計算及構(gòu)造
  6.3  齒板錨固區(qū)配筋的設(shè)計方法
    6.3.1  錨后抗裂設(shè)計
    6.3.2  齒板內(nèi)部抗裂設(shè)計
    6.3.3  抗裂鋼筋布置
  6.4  應(yīng)用示例
第7章  墩頂橫隔梁的配筋設(shè)計方法
  7.1  橫隔梁典型裂縫形式
  7.2  兩類橫隔梁
    7.2.1  按淺梁設(shè)計的橫隔梁
    7.2.2  按深梁設(shè)計的橫隔梁
  7.3  橫隔梁設(shè)計的拉壓桿模型方法
    7.3.1  橫隔梁力學(xué)邊界條件的簡化
    7.3.2  橫隔梁拉壓桿模型的構(gòu)件
    7.3.3  模型參數(shù)確定
  7.4  配筋設(shè)計方法
    7.4.1  配筋基本思路
    7.4.2  拉桿區(qū)域的配筋
    7.4.3  壓桿區(qū)域的配筋
    7.4.4  構(gòu)造配筋建議
  7.5  應(yīng)用示例
    7.5.1  橫隔梁基本參數(shù)
    7.5.2  橫隔梁拉壓桿模型的構(gòu)建
    7.5.3  節(jié)點、壓桿強度驗算
    7.5.4  配筋驗算
第8章  合龍束徑向力效應(yīng)分析與抗裂設(shè)計
  8.1  徑向力不利作用下的病害及其機理分析
    8.1.1  徑向力不利作用下的病害
    8.1.2  徑向力作用機理分析
  8.2  徑向力作用效應(yīng)的合理分析模型
    8.2.1  一些失真度較高的計算模型及討論
    8.2.2  建議采用的計算模型
  8.3  徑向力作用下跨中底板抗裂設(shè)計
    8.3.1  徑向力大小的確定與分析
    8.3.2  抵抗徑向力效應(yīng)的設(shè)計驗算內(nèi)容
    8.3.3  跨中底板抗裂設(shè)計思路
    8.3.4  其他設(shè)計建議
  8.4  應(yīng)用示例
第9章  抵御環(huán)境侵蝕的耐久性設(shè)計與施工方法
  9.1  混凝土橋梁耐久性的相關(guān)規(guī)程
    9.1.1  我國混凝土橋梁耐久性設(shè)計相關(guān)規(guī)程
    9.1.2  歐洲混凝土橋梁耐久性設(shè)計相關(guān)規(guī)程
    9.1.3  美國混凝土橋梁耐久性設(shè)計相關(guān)規(guī)程
  9.2  環(huán)境劃分和材料要求
    9.2.1  我國混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范的相關(guān)規(guī)定
    9.2.2  歐洲規(guī)范(Eurocode)的相關(guān)規(guī)定
    9.2.3  美國規(guī)范(AASHTO)的相關(guān)規(guī)定
  9.3  保護層厚度
    9.3.1  我國混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范的相關(guān)規(guī)定
    9.3.2  歐洲規(guī)范(Eurocode)的相關(guān)規(guī)定
    9.3.3  美國AASHTO規(guī)范的相關(guān)規(guī)定
  9.4  提升耐久性的構(gòu)造與施工技術(shù)要求
    9.4.1  防水構(gòu)造
    9.4.2  預(yù)應(yīng)力體系的防護措施
    9.4.3  防腐蝕附加措施
    9.4.4  提升混凝土耐久性的其他施工措施
  9.5  應(yīng)用示例
  參考文獻

章節(jié)摘錄

　　直到1928年，法國工程師E.Freyssinet開始將高強度鋼絲用于預(yù)應(yīng)力混凝土。這種鋼絲極限強度達(dá)到了1725MPa，施加的預(yù)應(yīng)力也約為1000MPa，在鋼絲中產(chǎn)生的應(yīng)變遠(yuǎn)大于混凝土收縮徐變引起的應(yīng)變損失，在混凝土中建立永存預(yù)應(yīng)力。1934年，德國工程師F.Dischinger獲得了向結(jié)構(gòu)施加體外預(yù)應(yīng)力的技術(shù)專利，并于1936年在德國設(shè)計了世界上第一座體外預(yù)應(yīng)力橋梁，該橋使用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)原因之一，就是考慮到當(dāng)時的計算理論不成熟，為以后對橋梁的補張拉提供可能。1938年，德國人E.Hoyer首先將先張法應(yīng)用于工程中，該橋是由4個33m簡支孔組成的橋梁，也是第一座在預(yù)應(yīng)力鋼束和混凝土之間完全有黏結(jié)的橋梁。而預(yù)應(yīng)力混凝土真正得以大規(guī)模付諸于實踐，還是在發(fā)明出可靠的張拉方法與錨固措施之后。1939年，E.Freyssinet又發(fā)明了端部錨固用的錐形錨具（F式錨）及張拉體系，提出了后張預(yù)應(yīng)力混凝土施工工藝，標(biāo)志著預(yù)應(yīng)力技術(shù)開始得到廣泛的應(yīng)用。顯然現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展是以Freyssinet的后張體內(nèi)預(yù)應(yīng)力體系為代表的，同時各國工程師在預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用當(dāng)中，也逐漸認(rèn)識到了體內(nèi)預(yù)應(yīng)力體系的優(yōu)勢：在極限狀態(tài)下有著比體外預(yù)應(yīng)力體系更高的使用效率，包括更大的偏心距和更高的鋼束極限應(yīng)力；鋼束有周圍混凝土的保護，在防止鋼束腐蝕方面有先天的優(yōu)勢。而體外索的防護與防腐問題在當(dāng)時未能得到很好的解決，在隨后的30多年中實際工程很少應(yīng)用，體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)基本處于停滯階段。甚至體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的創(chuàng)始者F.Dischinger也于1949年轉(zhuǎn)變成為體內(nèi)有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力的支持者?！　〉诙问澜绱髴?zhàn)以后，歐洲各國大量橋梁的修復(fù)和新建工作促進了現(xiàn)代斜拉橋的發(fā)展。斜拉橋的復(fù)興促使著預(yù)應(yīng)力技術(shù)由體內(nèi)向體外轉(zhuǎn)變，使得制約體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)發(fā)展的最大瓶頸——防腐蝕問題得到了很大的改善，從而極大地促進了體外預(yù)應(yīng)力體系的廣泛應(yīng)用，為其后節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁的大規(guī)模應(yīng)用，提供了技術(shù)上的有力支持?！　　?/pre>








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