混凝土收缩徐变对连续桥梁体系转换的影响

表 3 混凝土收缩徐变引起主梁跨中内力变化 kN·m
位置 (跨中) 60 d 1 号主梁 190. 2 2 号主梁 182. 3 3 号主梁 179. 5 4 号主梁 180. 4 5 号主梁 186. 0
80 d 195. 9 187. 5 184. 2 184. 9 191. 8
85 d 196. 6 188. 1 184. 8 185. 5 192. 5
反循环的清孔质量好于正循环 ,反循环的清孔质量保证了灌
注质量 ,防止灌注中“断桩”“夹泥”“堵管”等常见的灌注质量事 故。
反循环钻头切削的黏土土层呈块状 ,随即被吸入钻杆内腔 , 也就是说钻渣来不及水化就被排出孔外 ,废浆量势必减少 ;另外 , 液 、渣分离较为简单 ,这样施工成本必然降低 。
反循环排渣的特点 :这种工艺方法对地层适应性广 ,可顺利 钻进各种黏土 、砂土 、卵砾石层以及基岩层 ,对于直径 500 mm～ 1 800 mm 钻孔桩施工都很适应 。
山 西 建 筑 第 35 卷 2009
第 年
15 5
期 月
SHANXI
ARCHI T EC TU R E
VMoaly. .35 2N0o0.915
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文章编号 :100926825 (2009) 1520313202
混凝土收缩徐变对连续桥梁体系转换的影响
生此内力 。
我们对整个桥梁的混凝土收缩徐变的分析是在忽略了后连
续端混凝土和吊装主梁之间由于施工时间不同而产生的收缩徐
变速率差别基础上进行的 。我们知道后连续端一般是很短的一
段截面 ,本桥梁都控制在 0. 5 m 左右 ,而且张拉负弯矩钢筋给主 梁和湿接缝提供了很大的压应力 ,这样更加减小了新旧混凝土的 影响 。
βs ( t - ts) =
( t - ts) / t1 350 ( h/ h0) 2 + ( t - ts) / t1
0. 5
。
结构因混凝土徐变引起的次内力计算按下面两种方法计算 :
1) 在先期结构上由于结构自重产生的弯矩 ,经过混凝土徐变
重分配 ,在后期结构中 t 时的弯矩 M gt可按下式计算 : M gt = M 1 g + ( M 2 g - M 1 g) { 1 - e - [ <( t ,τ0) - <(τ,τ0) ]} 。
静定结构考虑 。
但浇筑湿接头后 ,随着时间的增加 ,混凝土将继续产生徐变 , 此时变形受到多余约束的制约 ,结构内力亦随之而变 ,即结构重 力因混凝土的徐变而产生的负弯矩是随时间按一定的规律变化
的 ,先期 (简支) 结构的恒载弯矩在后期 (连续) 结构中产生了重分 布 。本文以某大桥 5240 m 先简支后结构连续预应力混凝土 T 梁 桥原形桥为工程背景 ,通过混凝土收缩徐变对先简支后结构连续 桥梁体系转换过程的影响做深入探讨 。
115 d 200. 0 191. 2 187. 6 188. 2 195. 9
365 d 208. 7 199. 5 195. 0 195. 3 205. 0
1 000 d 215. 2 206. 0 200. 9 201. 0 212. 2
3 650 d 221. 1 211. 9 206. 3 206. 2 218. 8
时间/ d 60 20 5 30 365
1 000 3 650
1. 3 混凝土收缩徐变效应分析
本次分析我们严格按照施工工序安排时间表的步骤进行先
简支后结构连续 T 梁桥施工 ,主要考虑的是不同时间内混凝土收
缩徐变引起的各跨主梁跨中挠度和内力的变化情况 ,并加以分析 。
由表 2 可见 ,在第 60 天时 ,端跨的跨中挠度由于混凝土的收
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山
西
建
筑
εs ( f cm ) = [ 160 + 10βsc (9 - f cm / f cm0) ]·10 - 6 ,
βRH = 1. 55[1 - ( R H/ R H0) 3 ] ;
Application of backcycling in drilling cast2in2place pile of bridge
HUO Guan2yin Abstract : The paper starts from analyzing of backcycling , combines project situation and geological conditions of a bridge , and states applica2 tion of backcycling in drilling cast2in2place pile of bridge , as well as concludes merits of backcycling technology , so as to promote application of t he technology. Key words : drilling cast2in2place pile , bridge , backcycling technology , application
2) 先期结构上由预加力产生的弯矩 ,经过混凝土徐变重分
配 ,在后期结构中 t 时的弯矩 M pt可按下式计算 : M pt = M 1 pt + ( M′2 pt - M′1 pt ) { 1 - e - [ <( t ,τ0) - <(τ,τ0) ]} 。
1. 2 分析模型
结构采用土木工程分析软件 Midas/ Civil 2006 中的空间梁单
元建模 ,作相应的仿真分析 ,全桥分 86 个单元 87 个节点 。结构
模型采用如图 1 所示的主梁的结构模型示意简图 ,具体施工工序
时间如表 1 所示 。
表 1 施工工序安排时间表
工况 预制 、架设主梁 浇筑梁端湿接缝 、张拉二期预应力筋 临时支座拆除 现浇桥面 、防撞护栏
运营阶段 运营阶段 运营阶段
刚刚架设完毕 ,后连续端部还没有浇筑 ,即体系处于简支状态 。
此即意味着在混凝土收缩徐变发生量最大的时间并不会引起力
矩的重Байду номын сангаас配 。
同样由表 3 可知混凝土收缩徐变引起的端跨跨中内力第 60 天
时为 190. 2 kN·m ,第 365 天时 ,混凝土收缩徐变引起的端跨跨中
内力为 208. 7 kN·m ,十年以后基本上没有影响 (3 650 d 时引起的
85 d 0. 55 0. 49 0. 48 0. 50 0. 57
115 d 0. 56 0. 51 0. 50 0. 52 0. 59
365 d 0. 59 0. 54 0. 56 0. 56 0. 63
1 000 d 0. 60 0. 55 0. 57 0. 57 0. 65
3 650 d 0. 61 0. 55 0. 57 0. 57 0. 65
中图分类号 :U445
文献标识码 :A
0 引言
先简支后结构连续桥梁是国内外高速公路上常用的一种桥 梁结构新形式 ,简支转连续梁桥指先架设预制主梁 ,形成简支梁 状态 ;然后将主梁在墩顶连成整体 ,形成连续梁体系 。该梁桥结 构的主要特点是 :结构受力性能好 ,材料省 ;施工方法简单 ,可实 现桥梁施工的标准化和装配化 ,质量容易控制 ,工期短 ; 伸缩缝 少 ,行车舒适 ,具有施工简易 、行车条件好且经济合理 ,并兼备简 支梁与连续梁桥的优点 。
为了防止预制梁与现浇桥面混凝土由于龄期差别而产生过 大收缩差 ,存梁期不应太长 ,宜按 3 个月以内控制 。
2 结语
先简支后连续结构体系在主梁吊装完成 60 d 的施工时间内 混凝土的收缩徐变已经完成了全部收缩徐变的 87. 9 % ,因此我们 建议主梁吊装过程不要太仓促 ,让主梁保持在简支状态的时间不 宜少于 60 d ,这样混凝土有足够的时间完成大部分的收缩徐变 。
因反循环工艺对班组操作工人要求较高 ,实施起来有一定的 难度 ,应加强班组操作工人的培训 ,加以推广 。当然反循环钻进 也有自身的缺点如水泵故障多 、纯钻进时间较正循环短 、泥浆比 重过小容易塌孔 、超径卵石层钻进困难以及循环系统复杂等 ,但 这些问题会随着研究和应用的深入逐步解决 。 参考文献 : [ 1 ] J GJ 9422008 ,建筑桩基技术规范[ S] .
由以上数据分析可知 60 天时混凝土收缩徐变已经完成总收 缩徐变约 87. 9 % ,而此时先简支后连续结构体系还没有浇筑施工 后连续端 ,正处于简支状态 。而第 365 天 ,此时混凝土的收缩徐 变基本已经完成 ,这一点在相关文献中也曾得到证实 。因此在混 凝土收缩徐变量发生最大的时间里不会引起力矩的重分配而产
混凝土收缩徐变对该类结构体系转换过程影响较大 ,首先在 简支梁形成连续梁前 ,由于构件预制 ,至吊装就位时 ,需要混凝土 强度达到一定程度 ,此时混凝土收缩徐变已部分完成 ,对结构的 影响将减小 。但后期的徐变和收缩的影响仍将存在 ,因此应分阶 段考虑 。预制主梁架设就位后 ,未浇筑湿接头之前 ,尽管已铺设 负弯矩钢筋 ,一定程度上约束了大梁的变形 ,但可以认为徐变变 形只增加结构的变形 ,而没有引起反力及结构内力的变化 ,应按
1 混凝土的收缩徐变影响分析
1. 1 理论分析
根据 J T G D6222004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设
计规范 ,混凝土收缩应变可按下列公式计算 :
εcs ( t , ts) =εcs0·βs ( t - ts) 。
其中 ,
εcs0 =εs ( f cm ) ·βR H ,
需要 35 h 。施工现场其他施工单位采用正循环施工工艺 ,每根桩 成孔平均需要 45 h～50 h 。反循环施工工艺加快了施工速度 ,提 高了施工效率 ,大大降低了施工成本 。
端跨跨中内力为 221. 1 kN·m) ,可见 60 天时已经完成了总收缩徐
变的 91. 1 %。
表 2 混凝土收缩徐变引起主梁跨中挠度变化
cm
位置 (跨中) 1 号主梁 2 号主梁 3 号主梁 4 号主梁 5 号主梁
60 d 0. 50 0. 46 0. 47 0. 47 0. 52
80 d 0. 51 0. 47 0. 49 0. 48 0. 53
沈玉强 咸 淼
摘 要 :以某先简支后结构连续 T 梁桥为实例 ,采用土木工程分析软件 Midas/ Civil 2006 对混凝土的收缩徐变效应进行
了研究 ,分析了混凝土收缩徐变对先简支后结构连续桥梁体系转换过程的影响 ,以完善该类桥梁的设计 。
关键词 :先简支后连续 T 梁 , 体系转换 , 收缩徐变
所有桩基经过西南交通设计院进行了承载力及完整性检测 , 结果都满足设计规定 ,其中 Ⅰ类桩占 98 % , Ⅱ类桩占 2 % ,无 Ⅲ, Ⅳ类桩 。
3 结语
反循环钻进使施工速度与成桩效率有大幅度提高 ,钻头在工 作时被切割下来的岩土屑 、卵石立即能够从孔底带出并送到地 面 ,这样可以减少二次破碎 ,不会降低效率以及钻头的磨损 ,提高 了排渣的速度 。反循环钻进过程就是清孔过程 ,不但节省了时间 同时又可靠地保证孔底沉渣符合要求 。机械钻进速度的提高和 清孔时间的缩短促进施工效率的提高 、成桩周期缩短 ,有效地提 高了劳动生产率 。
收稿日期 :2009202210 作者简介 :沈玉强 (19762 ) ,男 ,工程师 ,重庆交通规划勘察设计院 ,重庆 400067
咸 淼 (19802 ) ,女 ,讲师 ,重庆交通大学应用技术学院 ,重庆 400042
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缩徐变而引起的下沉量为 0. 5 cm ,第 365 天时 ,跨中挠度由于混
凝土的收缩徐变而引起的下沉量为 0. 59 cm ,十年以后基本上没
有影响 (3 650 d 时的下挠量为 0. 61 cm ) ,可见混凝土的收缩徐变
在第 60 天时已经完成了 84. 7 % ,而由施工过程可知 ,此时简支梁