PDF《张拉大跨径简支转连续箱梁桥收缩徐变效应_张拉》

second- time stretching ;

structural deflection Author resume : ZHOU Xu-hong( 1956- ) , male , professor , PhD , +86-29-82334828 , zxh @chd . edu . cn .

0 引言杭州湾大桥全长

36 km , 是目前世界上已建或 在建中最长的跨海大桥( 图1) .大桥的中引桥水中 区采用

70 m 预应力混凝土箱梁简支转连续体系 , 全长约

9 300 m ,标准联长布置为

6 *70 m , 另有

4 联5*70 m , 共23 联双幅桥 .70 m 箱梁标准段采 用单箱单室截面 ,单幅顶宽

15 .

80 m , 底宽

6 .

25 m , 高4.00 m , 质量约为

2 200 t . 图1简支转连续箱梁桥 Fig .

1 Simple -supported -to- continuous box girder bridge

70 m 箱梁采用中 国少见的整孔预制、整 孔架设、先简支后连续 的施工方法, 预制和架 设过程技术要求高, 施 工难度大 .且由于混 凝土材料本身的非均 质和材料特性的不稳 定性 ,桥梁易受到外界 温度 、 湿度 、 时间等因素的影响 , 使得箱梁的内力和 位移发生变化, 偏离设计值,尤其是收缩徐变效应的 影响大,持续时间长 ,可能导致运营阶段结构应力和 线形不能满足设计要求, 因此 ,有必要对箱梁在预制 及施工过程中的线形与应力进行研究, 并实时观测 其应力与线形, 及时消除事故隐患 ,保证桥梁施工的 合理 、 安全 、 经济 . 关于收缩徐变效应对预应力混凝土结构的影 响,中国已有相关研究,尤其是在发现一些大跨径的 连续梁和连续刚构的长期挠度大于理论计算值后 , 工程技术人员对于收缩徐变对大跨径桥梁线形影响 的重要性有了更深刻的认识.许多国内外学者根据 对实际桥梁的长期观测得到了丰富的数据 [ 1-2] ,但是 由于桥梁所处环境的局限性以及不同形式桥梁结构 的特点各异, 这些研究成果并不适用于所有桥梁 . 本文结合杭州湾工程实例, 就收缩徐变对大跨径预 应力混凝土箱梁简支转连续桥梁的应力和线形的影 响进行相关研究 .

1 混凝土的收缩徐变理论 混凝土收缩与徐变, 是混凝土材料本身所固有 的特性,是桥梁结构设计计算中的一个重要内容 . 收缩徐变对混凝土桥梁的影响时间跨度长 ,且与桥 梁的结构形式、 构件截面组成方式以及施工方法等 因素有关.根据目前的试验与理论研究水平 ,估算 的收缩与徐变一般有

15 %~

20 %的偏差.影响混 凝土收缩徐变的因素众多 ,其机理在于混凝土水化 水泥浆的物理结构 .收缩徐变有许多相同的影响因 素 ,但收缩有别于徐变的是它与混凝土的外加应力 无关.表达收缩徐变随时间发展的数学模型不是唯 一的,并随着研究的深入而不断改变 .

1 .

1 徐变基本理论 混凝土徐变指在混凝土中应力保持不变的情况 下混凝土的应变随时间增长的现象.对徐变的系统 研究直到

20 世纪

30 年代才开始.目前许多国家、 组织提出的设计规范( 如英国的 BS5400 规范等) 或 徐变理论( 如美国混凝土学会第

209 委员会 ACI209 的建议与国际预应力协会 ― ― ―欧洲混凝土委员会 CEP-FIP 提出的《混凝土结构设计与施工的国际建 议》等) 都详细考虑了混凝土的徐变效应.中国在计 算中考虑混凝土的徐变始于

20 世纪

50 年代 ,当时 是应用在预应力混凝土简支梁的预应力损失和上拱 度的设计计算中;

20 世纪

60 年代开始 ,各科研单位 对混凝土的徐变特性进行了系统的试验研究 ,提出 了各种数学计算模式 ;