PC桥梁预应力和徐变耦合时变效应的数值模拟

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1、桥梁建设2013年第43卷第3期(总第220期)BridgeConstruction，Vo1．43，No．3，2013(TotallyNo．220)77文章编号：1003—4722(2013)03—0077—06PC桥梁预应力和徐变耦合时变效应的数值模拟马诚，陈惟珍(同济大学桥梁工程系，上海200092)摘要：针对传统PC桥梁设计软件难以反映预应力和徐变耦合时变效应的情况，将空间嵌入式实体组合单元应用于该类桥梁的空间受力分析中。采用拟线性回归方法对现行桥规徐变系数进行拟合，推导预应力和徐变耦合时变效应有限元分析列式，并编制相应有限元分析程序。以一跨径为7．5m的预应力混凝土简支梁为例，检

2、验编制程序的正确性，并采用编制程序分析该简支梁的徐变效应。分析结果表明：编制程序精确地考虑了混凝土徐变与钢筋预应力损失间的耦合效应，更能反映结构真实的力学状态；拟线性回归方法对现行桥规徐变系数的拟合公式精度较高，适于有限元编程。关键词：预应力混凝土桥；嵌入式实体组合单元；预应力；徐变；耦合效应；数值模拟；有限元法中图分类号：U448．35；U441文献标志码：ANumericalSimulationofCouplingTime’·VaryingEffectofPrestressandCreepofPCBridgeMACheng，CHENWei—zhen(DepartmentofBridg

3、eEngineering，TongjiUniversity，Shanghai200092，China)Abstract：Thespatialembeddedsolidcombinationelementisappliedtotheanalysisofthespatialforceconditionsofprestressedconcrete(PC)bridgesinceitisdifficultforthetraditionalPCbridgedesignsoftwaretorepresentthecouplingtime—varyingeffectofprestressandcreep

4、．Thecreepcoefficientsgiveninthecurrentbridgedesigncodearefitted，usingthequasi—linearre—gressionmethod，thefiniteelementanalysisformulationforthecouplingtime—varyingeffectoftheprestressandcreepisderivedandthecorrespondinganalysisprogramiscomplied．BywayofexampleofaPCsimply—supportedbeamwithspanlengt

5、h7．5m，thecorrectnessofthecompliedprogramischeckedandwiththeprogram，thecreepeffectofthebridgeisanalyzed．Theresultsoftheanalysisshowthattheprogramcanaccuratelyconsiderthecouplingeffectbetweenthecreepofconcreteandtheprestresslossofprestressingbarsandstillmore，canrepresenttherealforceconditionsofthes

6、tructure．Theaccuracyofthequasi—linearregressionmethodforfittingthecreepcoefficientsinthecurrentbridgedesigncodeishighandthemethodisapplicabletothecompilingoffiniteelementprogram．Keywords：prestressedconcretebridge；embeddedsolidcombinationelement；prestress；creep；couplingeffect；numericalsimulation；f

7、initeelementmethod1引言重很大。目前，该类桥梁所用的设计软件多以杆系预应力混凝土桥(PC桥)在公路桥梁中所占比模型为主，应用初等梁理论，以等效荷载Eli代替预应收稿日期2013—01—05基金项目交通部西部交通建设科技项目(200831849404)ProjectofChinaWestTransp0rtationConstructionResearch，theMinistryofTransport(2OO83184