[01300431]大跨度砼刚构桥结构抗裂及耐久性技术

为了改变现有大跨度混凝土刚构桥结构长期变形过大、耐久性较差等现状,本研究从材料选择、减少预应力损失、控制结构开裂、改善监测手段、提高结构耐久性评估的可靠性等方面着手,通过室内的材料和构件实验、实桥的实践和应用,结合理论分析和数值仿真,研发出高强、高韧、抗疲劳及耐久性能好的钢纤维聚合物高强结构混凝土（SPHSC）、以及采用SPHSC进行箱梁设计及施工的方法,并应用于实桥上部结构;研发了基于远距离摄像及图象处理的桥梁结构位移长期监测技术,首创了具有三个子系统的、既能监测结构内力又能监测结构位移的大跨度桥梁长期健康监测系统;提出了基于仿真实验数据及由长期健康监测系统收集的实测数据的大跨度预应力混凝土刚构桥上部结构的耐久性评估方法。 研究结果及在两条高速公路的特大桥梁上的应用情况表明：1)与C60混凝土相比,新材料SPHSC的抗裂强度提高近1倍,疲劳极限提高了31 %（与此相对应的极限疲劳寿命提高了172倍）;2)相对于应用GPS技术的桥梁结构位移监测技术,基于远距离摄像及图象处理的本监测技术具有测试精度高（是GPS技术的10倍左右）、成本较低（只为GPS技术的1/10左右）、功能齐全、安全可靠等特点;3)研发的长期健康监测系统既能监测结构内力又能同时监测结构的二维位移,既能监测成桥后的内力,又能监测桥梁建设过程中的内力,保证了结构内力测试的连续性、完整性和真实性;4)提出的耐久性评估方法具有以下特点：a)可利用实测数据进行定量计算和评估;b)计算方便,容易掌握;c)可靠度较高;d)有利于桥梁的信息化管理;e)可有效地预测该类桥梁结构的大修时间及其使用寿命。 成果鉴定委员会认为,该项目的主要研究成果具有先进性和实用性,具有显著的社会、经济效益。研究成果整体达到了国际先进水平,其中,钢纤维聚合物高强结构混凝土新材料和远距离摄像及图像处理技术在大跨度混凝土刚构桥中的应用,达到国际领先水平。