无碴轨道预应力混凝土连续刚构桥后期徐变变形及控制方法研究

摘要

为保证列车行驶的平稳性和安全性，高速铁路桥梁的后期徐变变形必须严格控制。后期徐变变形指铺轨后由收缩徐变和预应力损失引起的桥梁的线形改变。容桂水道桥是一座桥跨布置为（108.85+2×185+115.5）m的预应力混凝土连续刚构桥。本文以此桥为例，对后期徐变变形及其控制方法进行了研究。完成的主要工作如下： 1.分析了混凝土收缩徐变的研究现状，将徐变理论分为三类，每类理论都有关于徐变系数的表达式，这些表达式被用于了本文第四章的徐变变形计算分析。 2.按照中交04规范，采用有限元软件MIDAS，分析计算了容桂水道桥的后期徐变变形。结果表明后期徐变变形较大，在铺轨20年后，边跨最大上拱23.1mm，中跨最大下挠62.7mm，需采取措施对其进行控制。 3.对延长铺轨时间、设计后张索和设计体外索三种后期徐变变形控制方法的效果进行了对比分析，对5个综合采用上述三种控制方法的方案进行了分析，推荐了一种能有效控制后期徐变变形的方案。 4.研究了二期恒载的施加时机对后期徐变变形的影响。根据施工顺序，将二期荷载分为四类，对每类荷载的施加时机提出了建议。 5.按中交04规范，将实验室标准状态下的实测徐变系数扩展为能考虑温、湿度变化以及不同截面形式、不同加载龄期等情况的徐变系数，将之应用于容桂水道桥的计算。提出了一种有效控制后期徐变变形的措施，使容桂水道桥的后期徐变变形上拱和下挠控制在5mm以内。 本文研究成果为容桂水道桥的设计和施工提供了依据，也为其它预应力混凝土连续刚构桥的设计和施工提供参考。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1研究的背景及问题的提出

1.2研究的目的、内容和研究思路

1.2.1研究目的

1.2.2研究内容

1.2.3研究思路

1.3国内外研究现状

1.3.1混凝土收缩徐变特性的研究现状

1.3.2混凝土结构收缩徐变变形计算方法的研究现状

1.3.3按国内外几个常用规范计算的收缩应变与徐变系数

1.3.4计算混凝土结构收缩徐变效应的国内外有限元软件

第二章容桂水道桥的后期徐变变形计算分析

2.1容桂水道桥有限元模型的建立

2.1.1基本设计资料

2.1.2施工步骤

2.1.3计算参数

2.1.3模型的建立

2.2后期徐变变形计算结果

2.2.1应力结果

2.2.2后期徐变变形结果

2.3后期徐变变形结果分析

2.3.1应力结果分析

2.3.2后期徐变变形结果分析

2.4本章小结

第三章容桂水道桥的后期徐变变形控制方法研究

3.1引言

3.2各控制方法的效果及其比较

3.2.1延长铺轨时间

3.2.2设计后张索

3.2.3设计体外索

3.2.4各种方法的效果比较

3.3控制方法联合应用

3.3.1五种后期徐变变形控制方案介绍

3.3.2五种方案结果对比分析

3.4本章小结

第四章研究二期恒载施加时机对后期徐变变形的影响

4.1二期恒载的组成及分类

4.2二期恒载中每类荷载的施加时机对后期徐变变形的影响

4.3优化二期恒载中每类荷载的施加时机

4.4不同二恒加载模拟方式的后期徐变变形比较分析

4.5本章小结

第五章采用实测徐变系数计算容桂水道桥后期徐变变形

5.1实测徐变系数

5.1.2实测徐变系数的拟合

5.1.3实测徐变系数的扩展

5.2后期徐变变形的计算

5.3后期徐变变形控制措施的研究

5.2.1控制措施1

5.2.2控制措施2

5.2.3控制措施3

5.2.4控制措施4

5.4本章小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望与建议

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文及科研情况