徐变对混凝土连续梁桥状态的影响分析

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徐变是混凝土材料本身固有的一种重要的时变特性,将随时间的变化而变化。这种特性将贯穿于预应力混凝土连续梁桥的建造及整个服役期,并影响着梁体结构的内力与线形。特别是对于线形的影响,徐变效应会使得梁体产生竖向的位移,影响梁体成桥后的线形、美观,严重时会给桥梁的正常使用造成来不可估量的后果。本文将结合大砂坪两座跨径不同的预应力混凝土变截面箱梁为工程背景,围绕着混凝土徐变效应对连续梁桥在施工阶段与成桥阶段的应力、预拱度及挠度影响进行了详细分析。本论文的研究内容主要包括以下几方面内容:(1)通过介绍了因混凝土徐变效应影响桥梁结构的使用、造成工程事故的例子,以此来说明混凝土徐变效应对桥梁结构影响的重要性。同时,简述了国内外学者对混凝土徐变效应的研究历史与现状、现阶段取得的成就等。(2)对混凝土徐变的基本概念及混凝土徐变机理给出了详细的解释,并简要概述了影响混凝土徐变的内、外因素。着重的介绍了用于计算混凝土徐变的几种经典的计算理论与徐变预测模型。(3)介绍了用于计算混凝土徐变变形的有限元分析方法,并对其中的徐变应变与应力的关系、徐变效应的位移法方程、有限元的基本假定、混凝土徐变的有限元计算步骤等相关内容给予了详细的阐述。(4)以大砂坪两座不同跨径的预应力混凝土连续梁桥为背景,利用有限元软件MIDAS/Civil作为理论分析的依据,进行了模型的建立、施工阶段的划分、混凝土徐变系数的提取。并简要介绍了大砂坪的施工控制系统、线性及应力的测点布控的细则。(5)对混凝土徐变效应在桥梁的施工阶段、成桥运营阶段所引起结构的线性、应力等一系列变化进行分析,并通过"JTG D622004"与"CEB-FIP1990"相关规范进行对比分析,得出因个别参数取值不同所导致徐变预测结果的差异。通过研究得出如下结论:(1)国内外研究学者对混凝土徐变效应的研究虽取得了一定的成果,但是并没有完全掌握徐变的发展规律及趋势,现今被认可的徐变理论均无法充分的考虑影响徐变的诸多因素,使得理论有较强的局限性,因此对混凝土徐变的研究还有很长的路要走。(2)通过对施工阶段应力分析结果来看,梁体在整个施工过程中都处于受压状态,现场实测值要大于不计入徐变效应的理论应力值。(3)采用“JTG D62-2004”与"CEB-FIP1990"对成桥后10年徐变效应引起的预应力损失分析得出,"CEB-FIP1990"所计算的理论值小于"JTG D62-2004"计算的理论值,在成桥后三年预应力损失达到最大值,随之减小直至稳定。另外,徐变引起的预应力损失以墩顶向两侧逐渐递增,近跨中达到最大。(4)通过分析混凝土徐变对施工阶段及成桥阶段的预拱度影响较大,因此在计算预拱度时应该着重考虑混凝土徐变影响。
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