逐跨施工混凝土连续箱梁考虑徐变的剪力滞效应研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com逐跨施工混凝土连续箱梁考虑徐变的剪力滞效应研究方炜彬，蔺鹏臻53逐跨施工混凝土连续箱梁考虑徐变的剪力滞效应研究方炜彬，蔺鹏臻(兰州交通大学甘肃省道路桥梁与地下工程重点实验室，甘肃兰州730070)摘要：为了解徐变对逐跨施工连续箱梁桥剪力滞效应的影响，基于能量变分法及混凝土徐变理论，建立2跨逐跨施工连续梁考虑剪力滞效应的混凝土徐变次内力计算公式，并以跨径为3Om+30m的逐跨施工现浇箱梁桥为例进行计算。结果表明：对于存在施工过程体系转化的逐跨施工连续梁桥，徐变次内力增加了梁体在负弯矩区的弯矩、减小了梁体正弯矩区段的

2、弯矩；考虑徐变效应后，截面的剪力滞效应有所减弱。算例结构中，支座负弯矩区最大剪力滞系数减小2O．26，跨中正弯矩区的剪力滞系数增加了2．1。关键词：连续梁桥；箱梁；徐变；剪力滞；逐跨施工；次应力；研究中图分类号：U448．215；U441．5文献标志码：A文章编号：1671—7767(2015)04—0053一O51引言2逐跨施工连续箱梁的徐变次内力与剪力滞效应采用逐跨施工工艺的桥梁，每架设一跨就会形的计算原理成带悬臂的连续超静定体系，由于混凝土在长期荷2．1箱梁剪力滞效应的基础方程载作用下将发生徐变效应_】]，当超静定混凝土结构为分析箱梁在竖向弯

3、曲效应下的剪力滞分布规的徐变变形受到多余约束的制约时，结构截面内将律，参照参考文献E4]，对于截面承受有弯矩M(z)产生徐变次内力口]。这时单用弹性理论来分析结构的箱梁段，运用能量变分法，可得其基于变分原理的的内力和变形显然是不合理的，因此必须考虑混凝梁段微分方程和边界条件。箱梁截面示意如图1土的徐变影响。此外，箱梁弯曲时将会产生剪力滞所示。效应，改变截面上的纵向弯曲应力分布。当混凝土箱梁中产生徐变次内力时，由于剪力滞l3“的影响，其徐变次内力的应力分布也会受到剪力滞效应的影响而发生改变。y周绪红等针对简支转连续施工的箱梁，研究了混凝土收缩徐变效应

4、对结构受力的影响。贾布裕等对组合梁斜拉桥的剪力滞效应对徐变的影响进行了分析，表明剪力滞效应显著地增大了长期变形值并影响应力重分布。郭吉平[7]综合考虑了剪力图1箱梁截面示意滞、预应力筋及普通钢筋配筋率等对预应力混凝土EI训+导EJs己，+M()一0简支箱梁徐变效应的影响进行了研究。t上述研究都基于简支转连续的施工，并未考虑一一施工过程中前后2段箱梁加载龄期的不同对徐变的c+3砌／／沁。影响。本文基于能量变分法及混凝土徐变理论，对于逐跨施工中混凝土产生的徐变次内力对箱梁剪式中，E为混凝土的弹性模量；G为混凝土剪切模力滞效应的影响进行了研究，并通过算例

5、加以量；J为整个截面对形心的惯性矩；为顶、底板对说明。截面形心的惯性矩；(z)为箱梁横截面任意一点(，，)的曲率；叫(z)为箱梁横截面任意一点(，收稿日期：2015—03—12基金项目：国家自然科学基金(51168030、51208242、51368031)；甘肃省杰出青年基金(1210RJDA。O9)；中国博士后科学基金(2012M521815)作者简介：方炜彬(1989一)，男，2012年毕业于兰州交通大学土木工程专业，工学学士(E—mail：fwbin1229@hotmail．corn)。学兔兔www.xuetutu.com54世界桥梁201

6、5，43(4)Y，z)的竖向挠曲位移的三阶导数；U(z)为剪切转X。为支座1上的初始力，本文取X。一。+X，角U()的一阶导数；(z)为剪切转角U(z)的二M。为外荷载在基本结构上的内力。阶导数；M(z)为截面上的弯矩。式(7)中第一项为在时间增量内，徐变次内力的由上式可得梁段的剪力滞的控制微分方程：增量的结构弹性变形，后2项为在t时刻内力状态是。U一百7riM'(x)(2)的结构徐变变形增量。基于结构力学方法，可计算一体系转换过程中结构的内力。取简支梁为基本结式中，M(z)为截面z处的剪力；，z、愚为瑞斯纳参构，设混凝土因徐变产生的支座1上的赘余

7、力为数，-(17L一)～，一√。X则时间增量出内在支座上的增量变形协调方程为：方程的解的一般形式为：d△幻：0(8)u()一cshkx+C2chkx+u)(3)考虑到1、2梁段的混凝土加载龄期不同及老化理论的基本特征，在任意t时刻的增长率是相同的，式中，U为仅与剪力Q()分布有关的特解；系数c与加载龄期无关。则以梁段2为≠(t，r)的基准，梁与C应由梁的边界条件确定。段1加载时间历程为t—t+r，梁段2为t—t，则：对于确定的结构，可由结构承受的外荷载和边界条件，根据虎克定律，得到截面任一点应力的表：!一e(9)de(t，r，)⋯达式：[^(zl-

8、I--z。)-I-]d声+l1dx一0(10)_(1__y3一百3-I~)EzU㈤一阶微分方程在初始条件—ro时，其解为：