混凝土收缩徐变对连续曲线箱梁桥的受力影响

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发布时间：2021-09-22

资料介绍

混凝土收缩徐变对连续曲线箱梁桥的受力影响
童智洋
(中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院，武汉430034)
摘要：以某公铁两用桥的匝道立交桥为例，详细分析了混凝土收缩徐变在不同的徐变年限时对连续曲线
箱梁桥的位移和内力的影响，指出，收缩徐变对连续曲线箱梁桥的影响延续期按l0年计算过短。
关键词：收缩徐变位移内力连续曲线箱粱
中图分类号：U448．22 3 文献标识码：A
随着城市立交桥、铁路高架桥的发展，受桥位和其
他条件的限制，越来越多地采用曲线梁桥，特别是连续
曲线梁桥。在连续曲线梁桥中，收缩徐变是不可忽略
的影响因素，而在我国规范中并没有针对性的条款，仅
推荐采用(CEB-FIP模式规范》中的相应公式进行计
算，同时将计算年限70年缩短为1O年。
1 计算原理
．设t 为计算时刻，则Trost—Bazant公式可用较精确
的形式表示应力应变增量的关系
△ (t ，t 一 )=△ (t 一t．．。)／[E(t 。)][1+
，
i一1
x(tI， l一。) (‘l，ti—1)]+{Σ △ (tj)／E E(tj)]×
J= 1
[ (tf，ti)一 (￡f—l， )]+△ (f ，f —1)} (1)
引入
E (ti，t )：E(t．，tH)／[1 (tf，t卜J) (t ，t )]
并设
71(t t—J)=E(t t—j)／[E( )儿 (￡，tj)一 (￡，tj)]
则由节点约束产生的轴力和节点弯矩增量为
i—l
AN ( t )=一Σn(t ，tj)AN(tj)一
， 1
E (t ，tH)△s (t。，t ) (2)
— l
AM。 ( t )=一Σ叼(￡，tj)AM(tj)一
J 1
J E (t ，t )△ (t ，tH) (3)
式中，△ (t‘，t )、△ (t 一t )为t 至t 时间内由
收缩徐变引起的应变增量和应力增量；AN(tj)、
AM(t，)、△ (ti)为时刻t，的轴力、弯矩、应力增量；
收稿日期：2009-12-28；修回日期：2010-03-05
作者简介：童智洋(1970一)，男，湖北汉川人，高级工程师。
As (t ，t )为t 至t 时间内发生的收缩应变增量；
E(tj)为时刻tj的弹性模量；E (t⋯t一 )为按龄期调整
的有效模量； (t ，tj)为t 到t 时间段内的徐变系
数； (t ，t )为老化系数；△ (t ，z )为ti_。至t 时间
内收缩引起的曲率增量； (t ，t，)为引入变量；A 、，c为
混凝土截面面积、抗弯惯性矩。
式(2)和式(3)按单元规定的坐标系即可形成单
元的收缩徐变荷载矩阵，再采用计算机利用有限单元
逐步计算法求解。同理，还可以求出位移增量等(对
式(2)和式(3)的详细推导可参见文献[2])。
随着计算机技术的高速发展和有限元法的应用，
采用有效模量有限单元法计算收缩徐变对桥梁结构的
影响已基本可以得到较完美的解。
对混凝土桥梁的收缩徐变进行有限单元分析，将
从施工开始到竣工直至收缩徐变完成的过程划分为若
干个计算阶段，每个计算阶段再划分为数个适当的时
间间隔；每个计算阶段已建结构划分为若干个单元，并
使每个单元的混凝土具有均一的徐变收缩特性。
2 算例分析
计算分析模型(见文献[3]中的图1)的跨径为
(30+4O+30)in，平曲线半径为100 m，收缩徐变参数
参照文献[I]取值：t =5 d，t。=5 d， =34 000 MPa，
RH=70％，卢 =5．0。其中，t 为收缩开始时的混凝土
龄期(d)，可假定为3～7 d；t。为桥梁结构开始受收缩
徐变影响时刻(d)；为混凝土28 d的平均立方体抗
压强度(MPa)；RH为环境年平均相对湿度(％)；，为
依水泥种类而定的系数，按硅酸盐类水泥取5．0。
全桥采用空间曲杆单元法进行计算分析。计算恒
载作用下，收缩徐变对结构位移和内力的影响。
2．1 收缩徐变对结构位移的影响(计算结果见图1)
由图1(a)可知，收缩徐变对梁端纵向位移的影响