钢_混凝土箱型组合斜拉桥主梁混凝土收缩徐变分析

《钢_混凝土箱型组合斜拉桥主梁混凝土收缩徐变分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、总第２４１期交通科技ＳｅｒｉａｌＮｏ．２４１２０１０年第４期ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ．４Ａｕｇ．２０１０ＤＯＩ１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－７５７０．２０１０．０４．００１钢－混凝土箱型组合斜拉桥主梁混凝土收缩徐变分析熊礼鹏１２２吴冲陆春阳（１．上海市政交通设计研究院上海２０００３０；２．同济大学桥梁工程系上海２０００９２）摘要组合梁斜拉桥兼有混凝土和钢结构的优点，但作为两种材料的结合体，混凝土收缩徐变会引起组合截面的应力重分配，可能促使混凝土裂缝的提前出现或加速裂缝的

2、扩展，从而降低结构的受力性能和耐久性。采用有限元方法分析了混凝土收缩徐变对组合梁斜拉桥主梁应力重分布的影响，并对混凝土的加载龄期的影响进行了参数分析。计算结果表明：混凝土加载龄期越早，组合截面的应力重分布越明显；混凝土收缩徐变对混凝土桥面板的应力影响不大，但对钢梁应力影响较为显著，钢梁的应力增量达到钢材容许应力的３０％左右。关键词组合梁斜拉桥收缩徐变耐久性因此，在组合梁斜拉桥结构分析中必须考虑混凝１项目背景［１－２］土收缩徐变的影响。近年来，钢－混凝土组合斜拉桥在我国得到迅本文以某双塔双索面组合斜拉桥为背景，主梁速发展，这种

3、结构兼有混凝土和钢结构的优点，不采用槽型双箱组合梁型式，斜拉桥主梁横面布置如但自重比混凝土结构轻，而且可以很好地解决钢图１所示。桥塔采用钻石型钢筋混凝土塔，主塔基箱梁桥面铺装易损坏的问题，是中等跨径（３００～础采用钻孔灌注桩，主桥边中跨比为２１０／４８０＝６００ｍ）斜拉桥的合理结构形式。０．４３７５，在２１０ｍ边跨内设置辅助墩，形成７０ｍ＋对于组合梁斜拉桥，由于斜拉索水平分力的１４０ｍ＋４８０ｍ＋１４０ｍ＋７０ｍ的跨径布置。主梁作用，为组合梁桥面混凝土板提供了压应力储备，截面中心线处内轮廓梁高３．５ｍ，钢箱梁全宽３９．５发挥

4、了混凝土材料优越的抗压性能。但拉索的水ｍ，桥面设２％的双向横坡，高跨比１／１３７．１，宽跨平分力引起的高恒载应力将导致混凝土徐变的增比为１／１２．２，高宽比１／１１．３。组合梁标准节段长加，使得组合梁截面应力重分布。在辅助墩负弯度为９ｍ，边跨尾索区节段为６ｍ。半封闭双箱组矩区域，收缩徐变可能促使混凝土裂缝的提前出合梁共４道腹板，纵向每隔４．５ｍ设置一道横隔板现或加速裂缝的扩展，从而导致梁体刚度降低、板（桥塔、辅助墩及尾索区为３ｍ）。本桥采用５跨连中钢筋甚至板下钢梁锈蚀，以至降低结构的受力续漂浮体系，桥塔与主梁间纵向安装阻尼限

5、位约束性能和耐久性，并给养护工作造成很大的困难。装置，横向设抗风支座传递风荷载。图１桥梁主梁横截面图效弹性模量法（ＥＭＭ）、按龄期调整有效弹性模量２收缩徐变分析方法法（ＡＥＭＭ）、拟弹性逐步分析方法、增量形式递目前，钢－混凝土组合梁徐变分析方法主要有推法等，这些方法的前提均遵从线性徐变理论。根据试验研究，当混凝土应力不超过其极限强度国家８６３计划资助项目（２００７ＡＡＩＩＺ１０５）Ｒ的４０％～５０％时，徐变终极变形与初始瞬时弹收稿日期：２０１０－０４－１１性变形成线性关系，否则成非线性关系。由于桥２熊礼鹏等：钢－混凝土箱型

6、组合斜拉桥主梁混凝土收缩徐变分析２０１０年第４期梁服役期间包括施工过程中，混凝土构件都工作根处设置固定约束，辅助墩及过渡墩处设置竖向［５－８］在应力小于Ｒ／２的状态下，因此现在桥梁徐变效和横向约束。应分析基本上采用线性徐变理论，且通常情况下［３－４］其计算精度能满足工程要求。在常应力作用下，混凝土徐变应力与应变关系可表示为：ε（ｔ）＝σ［１＋（ｔ，τ）］（１）φＥ图２桥梁有限元计算模型连续变化的应变与应力的关系可表示为：４计算结果σ（τ０）ε（ｔ）＝［１＋φ（ｔ，τ）］＋Ｅ（τ０）４．１成桥初期与后期阶段应力比较ｔ１ｄσ（τ

7、）［１＋φ（ｔ，τ）］ｄτ（２）为便于比较，结构计算分为成桥初期状态和∫τＥ（τ）ｄτ０成桥后期状态（计算收缩徐变１０年）２个阶段，混根据混凝土应力－应变的线性关系和叠加原凝土桥面板加载龄期为６个月，根据《公路桥梁钢理，对于在时刻τ０施加初应力σ（τ０），又在不同的筋混凝土及预应力混凝土设计规范》（ＪＴＧＤ６２－时刻τｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）分段施加应力增量Δσ（τｉ）２００４）计算混凝土的徐变系数。主要考虑的荷载的混凝土，其在以后任何时刻ｔ包括收缩应变在包括结构重力、混凝土收缩徐变、主梁预应力、斜内的总应变可以表示为：拉索

8、索力、汽车活载等，汽车活载按公路Ｉ级设σ（τ０）ε（ｔ，τ０）＝［１＋φ（ｔ，τ０）］＋计，按《公路桥涵设计通用规范》（ＪＴＧＤ６０－Ｅ（τ０）ｎ２００４）的相关规定进行荷载组合。２个阶段对应Δσ（τｉ）［１＋（ｔ，τ）］＋ε（ｔ，τ）（３）∑φｓｈ０的荷载组合如下：ｉ＝１Ｅ（τｉ）引入老