预应力混凝土连续箱梁桥的徐变效应分析

摘要

混凝土结构在持续的荷载作用下变形随时间不断增加的现象称为徐变。就目前的研究成果来看，徐变的影响因素很多，例如材料的性质、材料的组成、构件浇筑养护时的环境温度和湿度、构件表面积和体积的比、环境温度和湿度、加载历史以及荷载的性质等因素，都影响徐变的变化规律。因此要得到能够准确反映材料实际情况的徐变数学模式，在目前看来是一个较困难的问题。对于预应力混凝土连续箱梁桥，当其采用挂篮悬臂浇筑施工时，由于施工过程的复杂性和施工环境的多变性等原因，很难准确分析混凝土徐变效应带来的影响。因此，针对悬臂施工的预应力混凝土连续箱梁桥的徐变效应的分析研究，对于连续体系梁桥的建设以及保证其成桥后运营期的良好使用性能具有十分重要的意义。
　　老万福河大桥是济南至徐州公路济鱼段跨越万福河的桥梁工程。该桥上部结构采用三跨（55m＋90m＋55m）变截面预应力混凝土连续箱梁。论文以老万福河大桥为工程实例，在参阅相关文献资料的基础上，简要论述了混凝土的徐变机理、徐变的影响因素、计算理论和方法。运用桥梁工程专业软件Midas/civil建立老万福河大桥的有限元模型，结合工程中的常见问题通过数值模拟对预应力混凝土连续箱梁桥的徐变效应进行进一步研究。
　　本论文的研究内容主要有以下几个方面：
　　（1）在参阅相关文献资料的基础上，对混凝土徐变效应的相关理论及其计算方法进行了归纳总结；
　　（2）建立老万福河大桥的Midas模型，对不同运营期以及不同长期荷载（结构自重和二期恒载、预应力荷载）作用下的徐变效应分别进行了分析计算；
　　（3）通过改变悬臂节段的施工周期，分别建立悬臂施工周期为5天、7天、10天、15天、20天的Midas模型，分析不同的悬臂施工周期对成桥后不同运营期梁体混凝土徐变效应的影响；
　　（4）改变桥面铺装的施工时间，分别以10天、20天、30天、……、120天作为桥面铺装的施工时间，建立不同工况的分析模型，分析不同铺装时间下桥梁在各个运营期的徐变效应；
　　（5）按照先边跨后中跨和先中跨后边跨的合龙顺序，在模型中分析合龙顺序的不同对桥梁运营期徐变效应的影响；
　　（6）通过对本文选取实例的分析，得出相应跨径预应力混凝土连续箱梁桥徐变的影响，给今后类似桥梁的建设提供一定参考。

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引言

1 绪论

1.1 我国预应力混凝土连续箱梁桥的发展现状

1.2 混凝土徐变的国内外研究历史及现状

1.3 工程背景以及研究目的和意义

1.4 本文研究的主要内容

2 混凝土徐变的基础理论及计算预测模型

2.1 混凝土的徐变及其影响因素

2.2 混凝土徐变系数的几种计算公式

2.3 徐变理论及徐变系数的数学模式

2.4 混凝土徐变的几种常用预测模型

2.5 本章小结

3 预应力混凝土连续箱梁桥的徐变效应分析

3.1 徐变效应对桥梁结构的影响

3.2 箱形梁的优点及受力特点

3.3 混凝土徐变效应的计算方法

3.4 预应力混凝土桥梁徐变效应的有限元数值模拟分析

3.5 本章小结

4 老万福河大桥工程实例分析

4.1 工程概况

4.2 有限元模型的建立

4.3 徐变在老万福河大桥Midas模型中的实现方法

4.4 运营期徐变对桥梁变形的影响

4.5 运营期徐变对桥梁内力的影响

4.6 不同长期荷载产生的徐变挠度和徐变次内力分析

4.7 本章小结

5 老万福河大桥徐变效应的影响因素分析

5.1 不同悬臂施工周期下徐变效应分析

5.2 不同桥面铺装时间下徐变效应分析

5.3 不同合龙顺序下徐变效应分析

5.4 本章小结

结论

致谢

参考文献

附录A 附表