采动区混凝土曲线箱梁桥拓宽后的基础不均匀沉降全过程研究

采动区的地基长期处于不稳定的动态变化中，基础不均匀沉降严重威胁当地拓宽桥梁的安全性。本项目将采用理论与试验相结合的方法，研究曲线箱梁桥拓宽后基础不均匀沉降和混凝土收缩、徐变相互作用下的结构力学响应。针对采动区的地表沉降规律，将提出曲线箱梁桥拓宽后的基础不均匀沉降计算模式，阐明基础不均匀沉降附加内力产生的过程和作用机理。基于按修正逐步增量法改进的收缩、徐变计算方法开发有限元程序，研究曲线箱梁桥的曲率和拓宽方式对拓宽后曲线箱梁应力、变形和横向扭转的影响规律，将提出混凝土收缩、徐变引起的附加内力折减系数合理取值。根据采动区的基础沉降规律对曲线箱梁拓宽后的基础不均匀沉降进行全过程模拟试验研究，将真实的反映横向拓宽后曲线箱梁的结构响应，并验证理论研究的正确性。研究成果将为混凝土曲线箱梁桥的拓宽设计和施工提出合理建议。

本项目以国内外开展的桥梁拓宽实际工程为背景，结合采空区在发生基础沉降时进行箱梁桥拓宽的情况，对采空区基础沉降状况进行分析，采用全过程模型试验模拟箱梁桥横向拓宽后基础发生不均匀沉降，对桥梁上部结构的附加内力和变形进行试验和理论研究。先后于2013年12月和2014年9月制作了两个模型比例为1：5，长8m、宽1.755m和高0.33m的钢筋混凝土两跨连续箱梁，研究基础不均匀沉降过程中连续箱梁桥发生混凝土收缩、徐变时的应变发展过程，测得连续箱梁模型在发生基础沉降和收缩徐变共同作用下的扭转、翘曲及畸变变形。试验结果对研究曲线箱梁桥拓宽后的基础不均匀沉降模式和附加内力的变化过程和作用机理有重要科学意义，真实的反映了横向拓宽后曲线箱梁的结构响应，为混凝土曲线箱梁桥的拓宽设计和施工提供了依据。