组合桥面板混凝土收缩自应力分析

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1、58低温建筑技术2015年第4期(总第202期)DOI：10．13905／j．cnki．dwjz．2015．04．021组合桥面板混凝土收缩自应力分析步龙(同济大学桥梁工程系，上海200092)【摘要】为了了解混凝土收缩对钢一混凝土组合桥面板受力性能的影响，本文通过对平钢板一混凝土组合板混凝土收缩自应力进行研究，通过建立板壳一实体有限元混合模型，计算分析钢板厚度、配筋率、构件理论厚度等各种参数变化下的钢一混组合结构的收缩自应力，提出该种形式下降低混凝土收缩自应力的优化措施。【关键词】组合桥面板；混凝土收缩；参数优化；有限元【中图分类号】TU378．5

2、【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2015)04—0058—04目前桥梁中桥面板主要类型有混凝土桥面板和钢桥面板(或称正交异性桥面板)⋯。传统的混凝土桥面板由于自重大的缺点限制了其自身及整座桥的跨越能力；许多有重交通荷载通行的钢桥面板在使用数年或十几年后相继出现了疲劳破坏现象。近年来随着钢一混凝土组合结构的广泛应用，也有很多学者对组合桥面板进行了相应研究。国内外很多学者提出了各种不同钢一混组合桥图1平钢板—混凝土组合板截面1t2标准有限元模型面板形式，如杨勇的平钢板一混凝土组合桥面板、邵旭东的新型钢一RPC组合桥面板结构，韩国的模拟，混

3、凝土和钢板之间为刚性连接；混凝土采用C60Hyeong—YeolKim的压型钢板一混凝土组合板，李混凝土，混凝土容重为26kN／m，弹性模量为3．6X杰提出的正交异性钢一混凝土组合桥面板等。10MPa，泊松比为0．2，线性膨胀系数为1．0×10一。虽然钢一混凝土组合桥面板的研究较多，但是混钢材采用了Q345qd，容重为78．5kN／m，弹性模量凝土收缩对组合桥面板整体的受力性能影响并没有2．06X10，泊松比为0．3，线膨胀系数为1．2X10～。相应具体分析。本文针对平钢板一混凝土组合桥面钢筋采用HRB335，容重为78．5kN／m，弹性模量板进行研

4、究，研究在钢板厚度、混凝土板配筋率、构件2．0×10，泊松比为0．3，线膨胀系数为1．2×10～。模理论厚度等3个参数变化下，混凝土收缩自应力的变型中，在立方体下表面四条边节点均施加竖向约束，化情况，提出可以降低混凝土收缩自应力相应措施。其中两条边节点施加了水平向约束，如图2所示。对此，本文通过建立ANSYS板壳一实体有限元模型，混凝土板整体收缩，底部钢板对于混凝土板有约通过对模型中不同参数的变化，分析各种参数变化下束限制作用，带来混凝土一部分受拉，混凝土受拉性混凝土收缩对桥面板整体受力情况的分析，并通过参能又较弱，故主要的关键研究点是组合结构中混凝

5、土数的对比分析，得出相应的优化措施。有限元计算最大拉应力，本文主要对于混凝土拉应力进行分析。中，混凝土收缩模型采用我国现行J]rGD62—2oo4~公2不同钢板厚度对混凝土收缩自应力影响路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》收缩采用标准模型，模型中无钢筋，仅仅变化模型中模型，收缩绝对龄期假设为7天，并换算成等效温度荷钢板厚度，计算出龄期28d、90d、180d、1年、10年混凝载，在有限元软件ANSYS中通过温度荷载实现。土收缩作用下，混凝土最大拉应力。计算结果如图31有限元模型所示，图中可以看出随着龄期增加混凝土拉应力也相平钢板一混凝土组合板截面

6、形式如图1所示，混应增加，一年之内混凝土拉应力随着龄期变化明显，凝土在上，高度固定为100mm，钢板在下，厚度是一变但是一年后混凝土拉应力增长幅度已经不大，龄期十化参数；混凝土与钢板之间的连接假定为刚性连接。年的混凝土最大拉应力比龄期一年混凝土最大拉应选取截面形式为100mmXlOOmm×100ram的立力增加约1．38％。方体平钢板一混凝土组合板作为标准有限元模型如为了更好看出钢板厚度对混凝土收缩自应力的图2所示。在ANSYS有限元模型中，混凝土采用实体影响，把所有相同龄期下不同板厚的混凝土拉应力增单元模拟，钢梁采用板壳单元模拟，钢筋采用杆单元加值

7、绘制在图4中，图中可以看出钢板厚度对混凝土步龙：组合桥面板混凝土收缩自应力分析59鼍d罢氆卅燃赔大拉应力较素混凝土时混凝土最大拉应力减小了-耋景安3．33％；单向配筋时，在配筋率为0．70％时，顺钢筋向混凝土最大拉应力与垂直钢筋向混凝土最大拉应力相同，此时混凝土最大拉应力较混凝土时混凝土最大拉应力减小了1．68％。当平钢板厚度为12mm时，龄期28d时单向配筋与双向配筋下混凝土最大拉应力如图6所示。图中可以看出，与图5的曲线趋势基本相同，但是图6中曲线龄期，d拐点明显上移且配筋对混凝土最大拉应力的降低趋图3不同钢板厚度混凝土拉应力随龄期变化势已经不明

8、显；随着配筋率的增加，双向配筋的混凝拉应力增加在板厚较小时曲线增加幅度较大，随着板土拉应力以及单向配筋的垂直