混凝土徐变理论在大跨径连续刚构桥施工中的应用
摘要
桥梁是一种复杂的空间结构,特别是预应力混凝土桥梁。在悬臂施工中,挠度的控制是施工成功与否的关键之一,而徐变引起的变形及内力重分布是挠度控制的一个难点。混凝土徐变的发生是受力混凝土对所受载荷的一种“屈服”,然而影响混凝土徐变的不仅仅是载荷,还有许多的不定因素、非线性因素,如预应力的施加及其损失等。考虑徐变后结构的挠度计算是极其复杂的,因为它包含了包括混凝土徐变在内的许多因素,而且即使计算出预拱度,在施工之前也应将计算数据并与设计值比较,从而发现问题。目前,国内外兴起修建大跨连续刚构的热潮。在大跨连续刚构的建造过程中存在一些亟待解决的问题：施工过程中应力测量值普遍偏大,成桥后期徐变挠度超过预期值过多,收缩徐变使墩顶在纵向有明显偏位等。
本文从混凝土收缩徐变的机理、影响因素及计算理论方面对上述问题作了一定程度的探讨,并提出了有效的解决方法,文中总结的方法可以为大跨连续刚构桥梁施工提供参考。
The bridge is a kind of complicacy spatial structure, especially PC Bridge. The deflection's control is very important during the cantilever's construction. But the re-distribution of strain and inner force causing by creep caused difficulty to the deflection control. The occurrence of the concrete creep can be regarded as concrete "accept defeat" for the force. However not only the force influence concrete's creep, but also many agents such as certain agent, nonlinear, latent agent, and with some interact agents such as prepare stress's infliction and its loss. The deflection's computation is complicacy when considered the agents included concrete creep.so we should compare the calculation results with design data before construction to find the problem.
At present, the continuous rigid frame bridges are in the upsurge of building. In the building of these bridges, there are some problems such as the stress measured is larger than the value calculated, after the bridges were completed, the creep displacements are far more than the values predicted and there are obvious lengthways displacements on the top of piers for shrinkage-creep. From the view of mechanism, infection factors and computational theories about shrinkage and creep, the article studied these problems to some extent and took the lead in putting forward the methods. These methods can provide a reference for the continuous rigid frame bridges in the future.
本文从混凝土收缩徐变的机理、影响因素及计算理论方面对上述问题作了一定程度的探讨,并提出了有效的解决方法,文中总结的方法可以为大跨连续刚构桥梁施工提供参考。
The bridge is a kind of complicacy spatial structure, especially PC Bridge. The deflection's control is very important during the cantilever's construction. But the re-distribution of strain and inner force causing by creep caused difficulty to the deflection control. The occurrence of the concrete creep can be regarded as concrete "accept defeat" for the force. However not only the force influence concrete's creep, but also many agents such as certain agent, nonlinear, latent agent, and with some interact agents such as prepare stress's infliction and its loss. The deflection's computation is complicacy when considered the agents included concrete creep.so we should compare the calculation results with design data before construction to find the problem.
At present, the continuous rigid frame bridges are in the upsurge of building. In the building of these bridges, there are some problems such as the stress measured is larger than the value calculated, after the bridges were completed, the creep displacements are far more than the values predicted and there are obvious lengthways displacements on the top of piers for shrinkage-creep. From the view of mechanism, infection factors and computational theories about shrinkage and creep, the article studied these problems to some extent and took the lead in putting forward the methods. These methods can provide a reference for the continuous rigid frame bridges in the future.
引文
[1]巩海帆.高等桥梁结构理论[M].人民交通出版社.2001年
[2]谢俊,王国亮,郑晓华.大跨径预应力混凝土箱梁桥长期下挠问题的研究现状[J].中国建筑工业出版社.2007年
[3]陈栓发,王秉纲.高性能混凝土应力腐蚀评价指标[J].交通运输工程学报.2005年
[4]祝明桥,方志,胡秀兰.体外预应力高强混凝土薄壁箱梁试验研究[J].中国公路学报.2004年12月
[5]范立础.预应力混凝土连续梁桥.人民交通出版社.1999年
[6]瞿婉明.车辆一轨道耦合动力学(M).中国铁道出版社.2002年
[7]王陪金,盛洪飞,赵尚栋.连续钢构桥预应力混凝土箱梁的长期挠度预测探讨[J].公路交通科技.2007年
[8]周军生,楼庄鸿.国外大跨预应力混凝土连续刚构桥的现状和发展趋势.中国公路学会桥梁和结构工程学会一九九九年桥梁学术讨论会论文集.2000年
[9]R.H.EVANS and F.K.KONG著.戴振藩译.预应力混凝土的徐变.国外桥梁.1980年2月
[10]颜东煌,田仲初,李学文著.混凝土桥梁徐变计算的有限元方法与应用[J].中国公路学报.2004年
[11]Rouse J M, Bilinton S L. Creep and Shrinkage of High-performance Fiber-reinforced Cementitious Comosites[J].2007
[12]Mazloom M. Estimating long-term Creep and Shrinkage of High-strength Concrete Composis.2008
[13]陈恒.影响混凝土耐久性的相关因素[J].山西建筑.2007年4月
[14]牛和恩.虎门大桥工程第三册.人民交通出版社.1998年
[15]JTJ 026-2004.交通部规划设计院主编.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范.人民交通出版社.2004年
[16]V.S.Ramachandran, R.F.Feldman, J.J.Beaudoin(加拿大)著.黄士元,孙复强等译.混凝土科学.中国建筑工业出版社.1986年
[17]日本土木学会混凝土委员会著.刘全德,杨德滋译.混凝土结构设计规范及解说.西南交通大学出版社.1990年77
[18]王铁梦.钢筋混凝土结构的裂缝控制.中国建筑工业出版社.1994年
[19]AASHTO著.幸济平.万国朝等译.美国公路桥梁设计规范.人民交通出版社.1994年
[20]王陪金,盛洪飞,赵尚栋.混凝土的徐变.中国铁道出版社.1988年
[21]A.E.谢依金等著.胡春芝等译.水泥混凝土的结构与性能.中国建筑工业出版社.1984年5月
[22]刘作霖,徐兴玉.预应力T型刚构式桥.人民交通出版社.1982年
[23]王骅,薛伟辰.考虑收缩徐变的钢-混组合梁变形计算[J].长安大学学报.2004年
[24]Barr P J,Kukay B M, HaiLing M W. Comparison of Prestress Losses for a Prestress Concrete Bridge Made with High-performance Concrete[J]. Journal of Bridge Engineering,2008
[25]钟铭,王海龙,王海良.高强混凝土梁在疲劳荷载作用下的裂缝宽度计算[J].中国公路学报.2005年
[26]过镇海.钢筋混凝土原理.北京清华大学出版社,2001年
[27]徐金声.预应力混凝土梁的长期变形.土木工程学报.1988年8月
[28]猪股俊司(日)著.孟庆伶译.徐变对预应力混凝土的影响.国外桥梁.1985年4月
[29]Zdenek.P.Bazant Leonard J.Naiiar著.诸林译.混凝土徐变的几种线性近似计算方法的比较.国外桥梁.1984年4月
[30][33]Z.P.Bazant著.诸林译.从混凝土的应变历程确定长期应力历程的数值解法.国外桥梁.1985年1月
[31]周履译.混凝土中的应力松弛及其与徐变的关系.国外桥梁.1978年
[32]“混凝土非线性徐变理论问题”讨论.土木工程学报.1984年3月
[33]金成棣.混凝土徐变对超静定结构变形及内力的影响.土木工程学报.1981年9月
[34]刘忠.混凝土徐变收缩的递推AEMM法.重庆交通学院学报.1994年12月
[35]郑信光,韩振勇,项海帆.桥梁节段施工过程的徐变分析.同济大学学报.1991年9月
[36]李平,万浩.预应力混凝土连续梁桥的时效分析.中国土木工程学会1998年全国市政工程学术交流会
[37]孙宝俊.混凝土徐变理论的有效模量法.土木工程学报.1993年6月
[38]范立础,杜国华,鲍卫刚.桥梁结构徐变次内力分析.同济大学学报
[39]李建中.结构混凝土的时效分析.力学与实践.1991年第3期
[40]周履.用有限元法计算混凝土结构徐变影响的若干计算理论和方法介绍.桥梁建设.1987年3月
[41]金问鲁.预应力混凝土梁弹一徐状态统一计算理论.土木工程学报.1984年4月
[42]A.M.Neville, W.H.Dilger, J.J.Brooks著.Creep of Plain and Structure Concrete.1983
[43]ACI编.Building Code Requirements for Structural Concrete(ACI318-95)and Commentary(ACI318B-95).1995年
[44]周履.当前国内外有关混凝土弹性模量、收缩、徐变计算几种常用的数学表达式.桥梁建设.1983年5月
[2]谢俊,王国亮,郑晓华.大跨径预应力混凝土箱梁桥长期下挠问题的研究现状[J].中国建筑工业出版社.2007年
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[36]李平,万浩.预应力混凝土连续梁桥的时效分析.中国土木工程学会1998年全国市政工程学术交流会
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