大跨预应力混凝土连续刚构桥收缩徐变效应分析

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近年来,随着我国交通事业的蓬勃发展,在西南地区由于地形的起伏高低不平,大跨度预应力混凝土连续刚构桥由于其跨越能力强,施工简单方便等诸多优点,得到了广泛的应用,在我国特别是西部山区修建了大量高墩大跨度预应力混凝土连续刚构桥梁。但是,在大跨度预应力混凝土连续刚构桥的建造过程中,也存在一系列技术难题,这些技术难题如不能得到很好地解决,将严重影响桥梁的施工质量。混凝土收缩徐变效应对结构变形以及应力的影响一直是预应力混凝土连续刚构桥在修建过程中较难解决的技术难题之一。由于影响因素多,混凝土收缩徐变效应非常复杂,在很多情况下常常表现出较严重的随机性,从而收缩徐变效应在实际工程中对结构的影响难以准确把握。由于施工现场的复杂性,使得现场测试一般都存在一定的误差。如何在实际的工程中准确预测和解决收缩徐变效应对结构的影响,对指导实际工程的建设具有重要价值。本文在已有的研究成果基础上,以云南省某连续刚构桥为工程背景,采用Midas Civil有限元软件,建立了桥梁施工控制计算的有限元模型,通过计算分析,重点研究了预应力混凝土连续刚构桥在整个施工过程中以及成桥状态的收缩徐变效应。具体来讲,本文研究内容如下:(1)对混凝土收缩徐变问题的研究现状进行了广泛调研、对混凝土收缩徐变的机理以及影响混凝土收缩徐变的主要因素进行了归纳总结。(2)对比分析了国内外混凝土收缩徐变预测模型的异同点,影响各预测模型的主要因素和各预测模型的适用范围,为实际工程中研究混凝土收缩徐变效应时如何选择合适的预测模型提供依据。(3)以云南省某连续刚构桥作为工程背景,运用有限元分析软件Midas Civi建立了全桥计算模型,选用四种不同规范的收缩徐变预测模型,对该桥在施工阶段的应力、内力、预拱度、预应力损失以及挠度等主要参数的影响进行了对比分析,归纳总结了采用不同规范的计算结果的差异,初步分析了产生这些差异的原因。(4)以该连续刚构桥为试验研究对象,采用了“远程连续”的应力测试方法,通过该方法有效的减少了周边环境因素对测试结果的影响。(5)通过采用四种规范分析计算得到的理论计算值与实测值进行对比和分析,考虑收缩徐变对施工阶段以及成桥阶段中应力及挠度的影响,总结了各个预测模型的适用范围及优缺点。
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