大跨度PC连续刚构桥混凝土收缩和徐变影响分析
大跨PC连续刚构桥跨中挠度主要影响因素分析
大跨PC 连续刚构桥跨中挠度主要影响因素分析1戴玉明，上官兴，徐海燕，钮佳玮华东交通大学土木建筑学院，南昌（330013）E-mail ：moyu_12@摘 要：目前大跨PC 梁桥存在的主要问题是跨中持续下挠和箱梁开裂，对其机理和对策学术界进行了广泛的研究和讨论，本文以在建的容桂水道特大桥（跨径为108.85+185x2+115.5）为工程背景，从预应力损失、结构刚度、梁段超重、砼的收缩徐变等因素对跨中持续下挠的影响进行探讨，分析以上主要参数对大跨PC 梁桥跨中挠度的影响，并在分析的基础上提出防治措施。
关键词：连续刚构桥，跨中挠度，收缩徐变，预应力砼1. 引言连续刚构桥既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的优点，又保持了T 型刚构不设支座、不需体系转换的优点，经济指标上也有优势，所以从1988年以来修建了大量的该类型的桥，但是在使用的过程中，一些问题也逐渐凸显出来，普遍存在跨中持续下挠的问题[6]。
跨径66m+120m+66m 的广东南海金沙大桥通车6年，跨中下挠22cm ；跨径150m+270m+160m 的虎门大桥航道大桥通车6年，跨中下挠22.2cm ；跨径105m+4x140m+105m 的三门峡黄河公路大桥通车10年，跨中最大下挠达22 cm ；跨径162.5m+3x240m+162.5m 的黄石大桥通车7年，跨中最大下挠达30.5cm 。
连续刚构桥后期的持续挠度过大不但会使跨中主梁下凹，破坏桥面铺装层，影响桥梁的使用寿命行车的舒适，甚至危及高速行车的安全。
所以跨中下挠成为当前制约大跨径连续刚构桥发展的一个急需解决的问题。
为了较准确的分析下挠原因，在分析结构受力的基础上，采用桥梁博士3.0对大桥进行模拟，计算各因素对跨中挠度的影响，，采用定量计算和定性分析相结合的方法探寻跨中持续下挠的主要因素，本文以在建的容桂水道特大桥（跨径为108.85+185x2+115.5）为工程背景，从预应力损失、结构刚度、梁段超重、砼的收缩徐变等因素对跨中持续下挠的影响进行探讨，分析以上主要参数对大跨PC 梁桥跨中挠度的影响，并在分析的基础上提出防治措施。
混凝土徐变收缩对桥梁结构的影响及对策
混凝土徐变收缩对桥梁结构的影响及对策摘要：针对混凝土结构产生的徐变收缩，分析了产生徐变收缩的机理，说明了影响混凝土徐变收缩的主要因素，总结了徐变收缩对混凝土桥梁结构的影响，并在设计阶段和施工阶段提出相应的对策减少混凝土的徐变收缩。
关键词：混凝土；徐变收缩；挠度；预应力损失混凝土是人工建造成的材料，其材料的组成和含量决定了它复杂的特性。
混凝土徐变是指混凝土在荷载保持不变的情况下，变形随着时间的增长而增长的现象。
1907年，HATT第一次发现徐变，直到现在，国内外专家学者对徐变这一现象进行了很多研究，并分析了徐变的机理。
解释混凝土产生徐变机理的理论有很多，但随着人们对混凝土材料了解的深入，发现一些理论存在较多缺点和不足，至今已很少提及。
目前国际上应用比较广泛的理论有粘性流动理论、塑性流动理论和微裂缝理论。
这些理论为我们研究混凝土徐变的机理起着很大的作用。
1混凝土徐变的机理及其影响因素1.1混凝土徐变的机理国内外学者曾提出了很多理论来解释混凝土徐变的机理，但迄今为止，没有一个理论能完全解释其机理，这反映了混凝土结构复杂的材料性能。
通常认为，在应力水平比较高的情况下，混凝土结构里面的微裂缝呈不稳定状态。
对应于该状态，荷载不增加而裂缝仍可以发展，从而导致混凝土结构的变形也在增加。
因此混凝土结构在高水平应力状态下发生的徐变主要由裂缝的发展控制。
在应力水平较低的情况下，骨料之间的水泥胶浆在荷载的作用下会产生塑性流动和粘性流动。
对应这个状态，混凝土的徐变是由混凝土的材料控制。
1.2影响混凝土徐变的主要因素混凝土徐变收缩主要由应力的大小所控制，也同混凝土内水泥胶浆的特性有着很大的关联。
一般认为，混凝土徐变的影响因素主要表现在以下几个方面：1）混凝土的龄期。
荷载作用时混凝土的龄期越小，水泥胶浆的水化结硬程度不够完全，混凝土的粘性和塑性越大，徐变收缩效应就越大。
2）混凝土水胶比。
水胶比越大，混凝土水化硬化后内部孔隙越多，微裂纹越多，故其徐变效应会增大。
大跨度桥梁混凝土收缩徐变效应分析(详细)
§ 6.2 徐变系数模型与徐变理论
6.2.3 偏重理论的徐变数学表达式
（3）三种徐变理论的比较 c、混合理论 与上述两种理论相比,一定程度上更好地反映了徐变的基
本特征,但对于加载初期,尤其是早期加载的混凝土徐变迅速发 展的情况不能很好地反映,对于构件厚度、混凝土配合比的影 响都没有给出.
§ 6.3 徐变应力-应变关系
§ 6.1 混凝土收缩徐变的基本概念
6.1.2 混凝土收缩徐变的机理及其影响因素
（1）收缩机理 1）自发收缩：水泥水化作用（小） 2）干燥收缩：内部吸附水蒸发(大) 3）碳化收缩：水泥水化物与CO2反应
（2）徐变机理(ACI209, 1972) 1）在应力和吸附水层润滑的作用下,水泥胶凝体的滑
动或剪切产生的粘稠变形； 2）应力作用下,由于吸附水的渗流或层间水转动引起
徐变度：
（t, τ）= c / e c = /E
适用性：桥梁结构中,混凝土的使用应力一般不超过其极 限强度的40~50%,试验发现,当混凝土柱体应力不大于0.5fck时, 徐变变形与弹性变形之比与应力大小无关的假定是成立的.
§ 6.2 徐变系数模型与徐变理论
6.2.1 徐变系数的定义
长期荷载作用下,结构在弹性 变形△e 以后,随时间增长而 持续产生的那部分变形量△c, 称为徐变变形.
t
t
论,加载后期用先
天理论.
t
t
先天理论
t
§ 6.2 徐变系数模型与徐变理论
6.2.3 偏重理论的徐变数学表达式
（2）徐变基本曲线的函数 (t,0)
狄辛格于1937年提出徐变基本曲线公式：
式中,k,0—加载龄期=0、t= 时的徐变系数（终极值）； —徐变增长速度系数；
连续刚构桥收缩徐变效应浅析
连续刚构桥收缩徐变效应浅析摘要：混凝土收缩徐变对连续刚构桥的挠度及应力有非常显著的影响。
本文以沪蓉高速公路上一座特大桥为实例，现场实测了大桥在成桥初期的挠度及应力变化。
同时，运用有限元软件MIDAS/CIVIL按不同规范进行仿真计算，并与实测结果进行对比分析，得出了一些有益的结论。
关键词：连续刚构桥；收缩徐变；挠度；应力正确地估计及预测收缩、徐变对高墩大跨预应力连续刚构桥的挠度和应力的影响，对于桥梁设计、施工及维护保养具有重要的意义。
迄今为止，许多学者对混凝土桥梁的收缩徐变作了大量分析研究[5]~[7]，但结合高墩大跨连续刚构桥的实测研究较少。
笔者在沪蓉西高速公路建设时，参与了一座特大型桥梁的施工监控项目，并测得了大量的应力、挠度等监控数据。
本文，笔者以该大桥为实例，对其成桥初期的收缩徐变进行现场测试，并与计算结果进行了比较分析。
1、工程背景该特大桥是沪蓉西高速公路上的一座特大型桥梁，该桥最大主墩高178m，位列同类型桥梁世界第一（见图1）。
主桥分左右两幅，上部构造为106+3×200+106m五跨预应力钢筋混凝土连续刚构箱梁，梁高采用1.8次抛物线变化，从跨中的3.5m渐变至墩梁固结处的12m；箱梁采用三向预应力结构，主桥箱梁混凝土强度等级为C55，弹性模量，容重25.5；重力加速度，设计荷载为汽车-超20级，挂车-120级。
3、结构有限元分析桥采用悬臂浇筑法施工，根据施工的实际情况，采用有限元计算软件MIDAS/Civil，对桥梁结构进行有限元施工仿真分析。
主梁按每个施工节段划分为一个单元，墩身按每10 m划分为一个单元，用梁单元建立有限元分析模型，全桥共划分为437个单元，442个节点。
其中，上部结构划分为211个单元，下部结构划分为226个单元，主墩顶部均与箱梁固结，墩底均采固结；边跨箱梁则采用可动铰支承与桥墩相连。
计算过程中，施工阶段的划分亦根据实际的施工顺序将施工过程共划分为57个施工阶段。
大跨径预应力混凝土连续梁桥徐变影响分析
大跨径预应力混凝土连续梁桥徐变影响分析摘要：预应力混凝土箱梁结构因具有良好的受力性能而在现代的桥梁工程中得到广泛应用。
然而，由于徐变等因素的长期影响，桥梁结构的开裂、变形过大和承载力不足等问题日益普遍。
引起这些问题最重要的原因是混凝土的收缩徐变效应。
本文选取合理的徐变系数后，从相对湿度、加载龄期、二期恒载上桥时间两个因素对徐变影响进行分析研究，提出控制后期桥梁挠度变化的建议。
关键词：徐变影响；相对湿度；加载龄期；二期恒载；变形abstract: prestressed concrete box girder structure with good mechanical properties and in the modern bridge is widely used in engineering. however, due to the long-term effects of creep and other factors, the bridge structure cracking, large deformation and bearing capacity of the problem such as inadequacy increasingly common. the cause of this problem was the most important cause of concrete shrinkage and creep effect. this paper selects the reasonable creep coefficient, the relative humidity, the age, two stage constant load on the bridge of time two factors effect on the creep analysis, put forward to control late bridge deflection change proposal.key words: influence of creep; relative humidity; the age;two stage constant load; deformation中图分类号：[tq178]文献标识码a 文章编号0 引言收缩徐变是混凝土的时变特性，随着时间的推移而不断变化。
大跨径桥梁施工中混凝土的徐变收缩及其影响因素
大跨径桥梁施工中混凝土的徐变收缩及其影响因素摘要：徐变是当荷载作用在混凝土构件上，试件首先发生瞬时弹性变形，随后，随时间缓慢地进一步增加变形。
这种缓慢增加的变形称为混凝土的徐变变形。
收缩是在无荷载情况下，混凝土构件发生随时间缓慢变形，这种变形称为混凝土的收缩变形。
它们对大跨径桥梁有着重要影响，因此，本文对它们进行研究的同时，也着重对其影响因素作出分析。
关键词：大跨径桥梁施工；徐变；收缩；影响因素在实际混凝土结构中，徐变、收缩与温度应变是混杂在一起的.从实测的应变中，应扣除温度应变和收缩应变，才能得到徐变应变。
在分析计算中温度应力与温度应变往往单独考虑。
而徐变与收缩则可在一起考虑。
混凝土的徐变，通常采用徐变系数来描述。
目前国际上对徐变系数有两种不同的定义。
如在时刻开始作用于混凝土的单轴向常应力至时刻t所产生的徐变应变为，第一种徐变系数采用混凝土在28天时的瞬时弹性应变定义，即。
采用这种定义的是CEB一FIP标准规范(1990年版)及英国标准BS5400第四部分(1984年版)。
徐变系数的另一种定义可表示为,这一定义是由美国ACI209委员会报告所建议的(1982年版)。
在该建议中，混凝土的标准加载龄期，对于潮湿养护的混凝土为7天，对于蒸汽养护的混凝土为1-3天。
从时刻开始对混凝土作用单轴向单位应力，在时刻t所产生的总应变通常定义为徐变函数。
对于上述两种徐变系数的定义方法，徐变函数可分别表示为与。
混凝土的收缩是混凝土凝固由于所含水分的蒸发及其它物理化学的原因(但不是由于应力的原因)产生的体积的缩小。
与收缩相反的是混凝土凝固因含水量的增加也导致其体积的增加。
混凝土的收缩应变，一般表达为的函数形式。
混凝土收缩应变终值的预计，主要依据环境条件、混凝土成分及构件尺寸。
DIN4227指南、CFB-FIP建议、ACI209委员会建议及BS5400规范都有相应计算方法。
混凝土的徐变、收缩对桥梁结构的影响表现在:(l)在钢筋混凝土、预应力混凝土等配筋构件中，随时间而变化的混凝土徐变、收缩受到内部配筋的约束将导致内力的重分布。
大跨径简支转连续箱梁桥收缩徐变效应分析
大跨径简支转连续箱梁桥收缩徐变效应分析大跨径简支转连续箱梁桥在使用过程中会受到外界环境的影响，其中一个重要的因素就是收缩徐变效应。
收缩徐变是指混凝土在硬化过程中，由于水分的蒸发和化学反应导致体积缩小和变形的现象。
由于收缩徐变的存在，大跨径简支转连续箱梁桥在使用过程中可能会发生变形和应力集中，并对结构的正常工作产生负面影响。
因此，对于大跨径简支转连续箱梁桥的收缩徐变效应进行分析是十分必要的。
首先，为了分析大跨径简支转连续箱梁桥的收缩徐变效应，需要确定以下几个参数：混凝土的收缩徐变系数、初始收缩徐变量、收缩量的计算方法等。
其中，混凝土的收缩徐变系数是指混凝土在硬化过程中由于水分蒸发引起的收缩率；初始收缩徐变量是指混凝土初凝后的收缩变形，并在特定时间内稳定；收缩量的计算方法一般可以采用ACI209R和AS3600等规范中的方法。
其次，进行收缩徐变效应的分析需要建立结构模型，并进行有限元计算。
由于大跨径简支转连续箱梁桥一般具有较复杂的结构形式，因此需要采用三维有限元分析软件建立模型，并进行计算。
在建立模型时，需要考虑桥梁的几何形状、材料的力学性质、荷载情况等因素，并根据实际情况进行合理的简化。
在有限元计算中，可以通过施加虚拟荷载来模拟收缩徐变效应。
在施加虚拟荷载时，可以考虑桥梁的横向和纵向收缩徐变，以及不同部位的不同收缩徐变系数。
通过有限元计算，可以得到桥梁在不同时间点的变形和应力分布情况。
最后，根据有限元分析的结果，评估大跨径简支转连续箱梁桥在收缩徐变效应下的工作性能。
可以通过比较不同时间点的变形和应力来评估结构的变形和应力集中情况，并根据规范的要求进行评价。
如果发现结构存在问题，需要进行合理的加固设计和施工措施，以减小收缩徐变效应的影响。
总之，对于大跨径简支转连续箱梁桥的收缩徐变效应进行分析是十分必要的。
通过合理的参数设置、有限元分析和评估，可以有效地预测和评估桥梁在收缩徐变效应下的工作性能，并采取相应的措施来减小收缩徐变效应的影响，确保桥梁的正常使用和安全运行。
大跨径连续刚构桥收缩徐变探析
大跨径连续刚构桥收缩徐变探析1前言近几十年来的桥梁结构逐步向轻巧、纤细方面发展，但桥的载重、跨长却不断增加。
连续刚构桥具有明显的优点，其顺桥向抗弯刚度和横桥向抗扭刚度大，墩刚度较柔，顺桥向抗推刚度小，允许有较大的墩位位移，可以有效减小温度、混凝土收缩徐变、地震的影响，桥整体性能好，结构受力合理，其投资比斜拉桥、悬索桥同等跨径下要低，在高墩结构中也比一直以来最便宜的简支梁桥在同等条件下投资偏低或是相同。
随着桥梁施工技术水平的提高，对混凝土收缩、徐变和温度变化等因素引起的附加内力研究的深入和问题的不断解决，大跨径预应力混凝土连续刚构桥己成为目前主要采用的桥梁结构体系之一。
但也存在一些问题，比如连续刚构体系对大跨径PC连续刚构桥优化设计方面的研究不多，可供借鉴的资料较少；由于连续刚构桥的联长越来越大，跨数将越来越多，随之而来的多跨连续刚构桥的合龙问题将是值得深入研究的问题。
而现今合龙问题研究的不是很多，尤其是合龙中的主要工序一一顶推。
以前少跨刚构桥顶推主要是克服合龙温差效，更主要的是克服收缩徐变效应，故顶推施工很有必要研究。
2 建模分析顶推力与位移关系图1 阿蓬江特大桥有限元模型本文以阿蓬江特大桥为依托进行建模计算，本桥纵坡为2.76%，左墩为3#墩，墩高80m，墩中心节点编号为28；右墩为4#墩，墩高100m，墩中心节点编号为78。
预应力砼连续刚构桥在完成体系转换后，后期砼收缩徐变与降温效应相组合使两墩之间主梁有缩短的趋势，迫使墩顶向跨中方向发生位移，墩顶、墩底产生较大的弯矩，同时主梁受到砼纤维限制，在结构内部产生拉应力，对结构造成危害。
因此，在边跨合拢后、中跨合拢前對中跨悬臂端部施加一个水平推力，使桥墩产生一个预偏位来抵抗上述位移，有利于桥梁后期受力，增加结构的安全度。
在最大悬臂端分别施加0KN、100kN、200kN 、300kN的顶推力，两个主墩墩身对应在0#块中心的节点（28号、78号节点）处的水平位移见表1。
连续刚构桥运营后砼收缩徐变对梁挠度的影响分析
连续刚构桥运营后砼收缩徐变对梁挠度的影响分析摘要：连续刚构桥是对混凝土收缩、徐变较为敏感的结构体系。
对这种桥梁运营期的收缩、徐变效应的估算不足，会直接关系到对桥梁实际营运情况的分析与判断，同时影响到桥梁的正常使用寿命、美观及最终导致过早的桥梁维修。
本文主要围绕己建成的连续刚构桥通过建立有限元模型展开运营期混凝土收缩徐变效应对主梁挠度影响分析，尝试得出了混凝土收缩徐变对主梁挠度变化的影响规律。
关键词：连续刚构桥;收缩徐变;挠度;有限元分析0 前言大跨度连续刚构桥，具有结构整体性能好、抗震能力强、抗扭潜力大，桥体简洁明快等优，在我国桥梁建设中占有重要地位。
但是，由于墩梁固结，对温度变化与混凝土收缩、徐变等比较敏感。
近年来，已建的大跨径连续刚构桥中普遍出现了主梁跨中下挠过大的问题。
主梁的过度下挠影响了桥梁的行驶舒适性和安全性，同时对桥梁的景观效果产生影响，进一步影响了桥梁的安全性和使用寿命。
主梁下挠的特点表现为:(1)挠度长期增长，增长率随时间可能呈加速、降低或者保持匀速变化的趋势。
(2)结构的长期挠度远大于设计计算的预计值。
大跨径连续刚构的主梁过度下挠，不仅导致养护费用的大幅增加，破坏桥梁的美观，更重要的是造成桥梁交通运营和结构安全度的降低。
同时跨中下挠会进一步加剧箱梁底板开裂，而箱梁梁体裂缝增多使结构刚度降低，进一步的加剧了跨中下挠，这两者互相影响形成了恶性循环。
因此对连续刚构桥下挠成因的分析就显得的尤为重要。
鉴于混凝土的收缩和徐变是混凝土材料本身固有的时变特性，会导致混凝土结构受力与变形随着时间的变化而变化，在持续荷载作用下，徐变会降低相对于该荷载而言的梁体刚度。
本文主要通过建立有限元模型讨论了混凝土的收缩徐变对连续刚构桥的下挠随时间的影响规律。
1 工程背景某桥分左右两幅，主桥部分为66m+120m+66m预应力混凝土连续刚构桥，如图1所示。
主桥上部为变截面单箱单室连续梁，箱梁顶板宽13.5 m，底板宽7. 0 m，外翼板悬臂长3. 25 m ,箱梁顶板设为2%单向横坡。
混凝土收缩徐变对桥梁的影响分析
混凝土收缩徐变对桥梁的影响分析摘要:预应力混凝土连续梁桥发挥了连续梁和预应力的优势，使其桥梁本身与普通的钢筋混凝土连续梁桥以及钢筋混凝土简支梁桥相比，由于具有整体刚度大、桥梁变形小、桥面平缓、行车舒适等优点,因此被国内外广泛采用。
但在桥梁施工过程中，预应力混凝土的收缩、徐变对桥梁的结构内力和线形都有较大影响，二者均通过改变混凝土的应变影响其他材料的应力变化，从而发生应力重分布现象。
随着时间的推移结构在荷载不变的情况下，混凝土的变形会不断地增加，从而影响结构整体的内力、应力、挠度和变形、施工阶段立模标高的设定等等，后期易导致截面开裂、挠度过大等问题。
因此，为保证预应力桥梁的施工质量，需要对混凝土的收缩徐变影响进行分析。
关键词：混凝土的收缩、徐变一、混凝土徐变及其相关因素徐变，即在应力保持不变的情况下，其应变随时间的增加而增加的现象。
主要和以下几个因素有关：1、养护温度高、湿度大，徐变越小。
2、初始应力越大，徐变越大。
3、水泥用量越多，水灰比越大，徐变越大。
4、受荷载作用时，龄期越早，徐变越大。
混凝土结构自身的工作性能，有很大一部分受徐变的影响。
在钢筋混凝土中，由于受混凝土徐变的影响，会使钢筋混凝土构件的变形增加，从而引起应力重分布。
二、混凝土收缩及其相关因素混凝土的收缩现象，其实是水泥中的化学成分与空气中的水发生化学反应，生成相应化合物的过程。
上述过程称为水泥的水化反应，在水化反应过程中，水泥的体积会减小，从而使混凝土发生收缩现象。
混凝土的收缩程度会随着时间增长而增长，也是一个和时间有关的函数关系。
从其收缩现象的本质来看，只要加快水泥的水化凝结反应，使其快速的完成这一过程，就可以有效的减小收缩的体积。
影响混凝土收缩的因素有：(1)水泥的品种：混凝土随着水泥强度的提高，其收缩值越大。
(2)水泥的用量：水泥和水灰比的增加会导致水化反应越来越多、持续时间越长，从而影响混凝土收缩值越大。
(3) 养护条件：在的养护过程中，随着混凝土周围温度和湿度的增加，水泥水化反应过程速率加快，从而影响混凝土收缩值减小。
混凝土收缩徐变对连续桥梁体系转换的影响
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
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 。
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
混凝土收缩徐变对钢混组合梁桥长期性能的影响研究
混凝土收缩徐变对钢混组合梁桥长期性能
的影响研究
钢混组合梁桥将钢梁和混凝土桥面板两种性质差异较大的材料通过剪力连接件连成一个整体,使得混凝土和钢材的性能优势互补,充分发挥了钢材和混凝土各自的长处,因此在现代桥梁中得到越来越广泛的应用。
然而混凝土具有随时间变化而变化的收缩徐变效应,且内外部影响因素甚多,将会对整体钢混组合结构的安全耐久产生难以预测的影响。
本文以钢混组合连续梁桥工程实例为依托,建立有限元分析模型,研究混凝土收缩徐变效应对钢混组合梁桥长期性能的影响。
首先,本文概述了混凝土收缩徐变和钢混组合梁桥的国内外发展研究现状,并进行了简析。
然后回顾了混凝土收缩徐变产生的机理及其经典计算理论和方法,并比较了几种经典理论的长处和短处。
接着选取了钢混组合连续箱梁桥工程实例并运用Midas Civil有限元分析软件建立了其两层梁单元有限元分析模型。
其次,利用有限元模型分析了钢混组合梁桥实例桥面板混凝土收缩徐变对混凝土桥面板、钢箱梁挠度和应力的影响。
包括全桥挠度和应力分布规律、特征截面上下边缘位置处的挠度和应力随时间的发展变化规律和变化幅度等。
分析结果表明,混凝土收缩徐变对钢混组合结构的影响较大,在钢混组合梁桥设计和施工中须加以重视。
最后,对影响混凝土收缩徐变效应的三个参数:剪力键抗剪刚度、混凝土桥面板理论厚度以及环境年平均湿度进行了分析研究。
总结出了这三个参数对钢混组合梁桥长期的挠度和应力的影响规律,为钢混
组合梁桥设计和施工中对混凝土收缩徐变效应影响趋利避害提供一定的参考价值。
21-混凝土收缩徐变对铁路高墩大跨连续刚构桥的影响研究
全桥合拢完成 （７３ 阶 段 ）后 收 缩 徐 变 对 墩 底 弯 矩 的
在施 工 控 制 的 过 程 中，挠 度 控 制 是 非 常 重 要 的
影响很大。１２＃、１３＃墩在成桥 ２０ａ（９４ 阶段）后 不 一个环节，它是 评 定 施 工 控 制 的 主 要 标 准。 为 了 得
考虑收缩徐变时的弯矩是考虑收缩徐变时的弯矩的 出成桥后期混凝土 收 缩 徐 变 对 桥 面 挠 度 的 影 响，软
收 稿 日 期 ：２０１２－０８－３１ 作 者 简 介 ：吴 勇 往 （１９６９— ），男 ，正 高 级 工 程 师 ，主 要 从 事 高 速 公 路工程建设与管理工作
图１ 主桥立面示意图 （单位：ｍ）
２ 有限元模型的建立［３］
由于需要考虑桥梁结构的体系转换和混凝土的 收 缩 、徐 变 问 题 ，对 该 桥 用 正 装 法 进 行 分 析 。 利 用 有 限元软件 ＭＩＤＡＳ／Ｃｉｖｉｌ模拟了 该 桥 的 施 工 阶 段，此 模型可较好的模拟 结 构 预 应 力 筋 的 作 用，并 能 方 便 的建立连续刚构桥 的 模 型，综 合 考 虑 各 种 工 况 组 合 作用的效应。
有限 元 模 型 将Байду номын сангаас全 桥 离 散 为 １４８ 个 节 点、１２３ 个 单元，墩 身 ３３ 个 单 元、桥 面 ９０ 个 单 元 （节 点 号 １～ ９１）。 全 桥 有 限 元 模 型 及 单 元 划 分 如 图 ２ 所 示 。
图２ 全桥计算模型及单元划分图
３ 收缩徐变对铁路高墩大跨连续刚构 桥的影响
（１）考 虑 钢 筋 对 自 重 的 影 响，将 Ｃ５５ 混 凝 土 容 重 ２．４×１０３ ｋｇ／ｍ３乘 以 系 数 １．０４。
（２）预 应 力 筋 线 形 按 照 设 计 图 纸 输 入 ，纵 向 预 应 力张拉控制应力输 入 设 计 张 拉 应 力，预 应 力 损 失 将 由软件自动计算。
大跨PC连续刚构桥跨中挠度主要影响因素分析
连续刚构桥既保 持 了连续 梁无 伸缩缝 、 行车 平顺 的优 点 ， 又
从图 １ ～图 ４四种 情况下 的挠度差值可得到 以下结论 ：
Ｏ． ０１ ０
保持 了 Ｔ型刚构不设支 座、 需体 系转换 的优点 ， 济指 标上 也 不 经 有优势 ， 以从 １８ 年 以来修 建了大量该类 型 的桥 ， 是在使 用 所 ９８ 但
大跨 Ｐ Ｃ连 续 刚构 桥 跨 中挠 度 主要 影 响 因素 分 析 ＊
戴玉明 上 官兴
摘
钮佳玮
要： 以在建 的容桂水道 特大桥工程为背景 ， 从预应力损 失、 结构 刚度 、 梁段超 重、 混凝 土 的收缩徐 变等 因素对跨 中持
续下挠的影响进行 了探讨 ， 分析 了以上 主要参数 对大跨 Ｐ ｃ梁桥跨 中挠度 的影响 ， 并在 分析的基础上提 出防治措 施。 关键词 ： 连续 刚构桥 ， 中挠度 ， 跨 收缩徐变 ， 预应力混凝土
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Ｏ ０ ０ ８
０ １ ０ ０ ０ １ ０ ２ ００４ ． １
—
收缩 和徐 变引起 的应力 损失 ； 考虑预应 力的平 弯以及施 工灌浆不
饱满 引起 的预应力锈蚀所引起的预应力损失等 。分 别考虑在其他 预应力束不变 ， 顶板 预应力 、 腹板 、 中底板 、 跨底 板 折减 １ ％ 跨 边 ０
预应力损失 的原 因有 ： 预应力钢筋与 管道壁间摩擦 引起 的应
ＯＯ０ ０
＼ 八
。，
＼ ／
力损失 ； 具变形 、 锚 预应力筋 回缩 和接缝 压缩 引起 的应力损失 ； 弹
性压缩引起的应力损 失 ； 预应 力筋松 弛 引起 的应 力损失 ； 凝 土 混
混凝土收缩徐变对简支变连续桥梁的影响
第 ３期
申 娟， ： 等 混凝 土收缩徐变对简支变连续桥梁 的影 响
２７ ７
借助 临时 支座支 承 ， 孔安 装 简 支 后 连 续箱 梁 桥 施 工 工 序
ＭＩ Ａ ／ ｉ ｌ ． １建 立 的此 先 简 支后 连 续 模 Ｄ Ｓ ｃ ｉ６ ７ ｖ 型共有 １８个 单元 ，０ ０ １９个 节 点 ， 建模 过 程 中 的工 况与 实际 的施工顺 序一 致 ， ： 简支梁 架设 时先 即 在
设
板厚 度为 ２ ｍ， 板厚 为 １ ｍ． 点 处腹 板 和 ０ｃ 腹 ８ｃ 支
底板 加厚 至 ２ ｌ， 梁 材 料 采 用 ５ ５ ＣＩ箱 Ｔ Ｏ号 混 凝 土 ， 图 １显示 出 了该 桥 的整体 布置 隋况．
．
⑥
④
①
画
图 １ 整体 布置 图／ ｍ ｃ
收稿 日期 ：０ ２０ ．７； ２ １－２２ 修回 １期 ：０ ２ ５ ９ ３ ２１－ － ００ 基金项 目： 辽宁省 自然科学基金（ ０ １ １０ ２ ； ２ １０ ０ ８ ） 大连市优秀青年科技基金（０ ８２ Ｊ ０ ７ ２０ Ｊ３Ｈ ４ ） 作者简介 ： 申娟（ ９５ ） 女 ， １ ８一 ， 山东泰安人。硕士研究生 ， 研究方向 ： 结构工程 。Ｅ ｍ ｉ：ｈｎｕｎ ９８ ０ １３ ｃｎ。 — ａ ｓｅｊａ０２ ０ ＠ ６ ．ｏ ｌ 通讯作者 ： 余报楚 （９ ４ ） 男 ， １７ 一 ， 湖北荆州人 。副教授 ， 硕士研究生导师 ， 博士 ， 主要从事 大跨度结构工程 的力 学行为研究 。Ｅｍａｌ — ｉ
鲁东大学学报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｌ ｄｎ ｎｖｒ ｔ Ｊｕｎ ｌＮ ｔｒｌ ｃｅｃ ｄｔｎ ｕｏｇＵ ｉ ｓｙ ｏ ｒａ（ ａ ａ ＳｉｎｅＥ ｉｏ ） ｅ ｉ ｕ ｉ
混凝土桥梁徐变收缩的影响及措施探讨
梁体 下挠 以及 腹板 开裂 等方面 的问题 。 这些 问题 的
部 门要求 的指 定地 点排 放 。其他 的丁 程废 弃物 按 Ｔ 程建 设部 门指 定 的地点 和方 案合 理堆 放 和治 理
６ ） 选用 先进 的环保 机 械 与设 备 ， 采 取设 立 隔 音
６环 保 措 施
１ ） 将 施 工场 地 和作 业 限 制 在工 程 建 设 允 许 的 范 围内， 合 理 布 置 围挡 ， 做 到 标 牌 清楚 、 齐全 ， 各 种
混凝土桥梁徐变收缩的影响及措施探讨
邹次顺 夏 新 桥
湖北省路桥集 团有限公司（ ４ ３ ０ ０ ５ ０ ）
摘 要： 混 凝 土 产 生 徐 变收 缩 ， 会 给 桥 粱 结 构在 运 营 期 间 带 来较 强 的 负面 影 响 ． 同时 也 会 给 施 工 中 的桥 梁 结 构 带 来 不 良影 响 。 所 以 ， 为 了 降低 混 凝 土桥 梁徐 变收 缩 的 影响 ， 要采取相应的工程措施。
出现 大部分 原 因来源 于混凝 土 的徐 变收 缩 。
１混 凝 土 徐 变 收 缩 的 影 响 因 素
混 凝土 徐变 收缩 主要 由应 力导致 。 混凝 土徐 变
明， 减 少 水 灰 比会 降低 徐 变 收缩 效 应 ： ５ ） 混 凝 土 集
料 的强度 特 性 。集 料 的弹 模越 高 ， 构 件徐 变 收缩 将
联． ．
《 《 ５ ５、 Ｓ ６电 ， ， ５ ６ 有
基于收缩徐变试验的大跨径PC连续刚构桥长期挠度可靠度分析
基于收缩徐变试验的大跨径PC连续刚构桥长期挠度可靠度分
析
刘掌红
【期刊名称】《北方交通》
【年(卷),期】2022()8
【摘要】为探究C60低收缩低徐变高性能混凝土收缩徐变效应对连续刚构桥长期挠度可靠度的影响,以某连续刚构桥为工程背景,开展C60低收缩低徐变高性能混凝土收缩徐变试验,基于试验数据拟合得到该混凝土收缩徐变计算公式,并根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362—2018),将该混凝土收缩徐变计算公式代入已建好的该桥MIDAS模型中,运用RSM-MC方法,分别建立了使用普通C60混凝土和该混凝土条件下的该桥跨中截面挠度功能函数,计算了该桥在设计基准期100年内的跨中截面挠度失效概率。
研究结果表明:使用该混凝土相比于普通C60混凝土能有效地减小挠度失效概率,研究成果可为工程应用提供依据。
【总页数】4页(P9-12)
【作者】刘掌红
【作者单位】江西赣粤高速公路股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U441
【相关文献】
1.大跨径连续刚构桥收缩徐变效应实测分析
2.大跨径PC连续刚构桥长期挠度分析
3.贵都高速大跨径连续刚构桥——石门坎大桥长期挠度监测分析
4.大跨连续刚构桥收缩徐变模型试验研究
5.大跨径连续刚构桥跨中长期挠度随机性分析
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边中跨比对大跨度连续刚构桥徐变变形影响分析
参 考文 献
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３
３．２中跨徐变变形 边中跨比不同时，中跨最大徐变挠度值如表２。
表２中跨徐变变形值Fra bibliotekｍｍ注：表中负号表示桥梁下挠。
运营数年后，边中跨比不同时中跨徐变挠度变化 如图４所示。
从表３、表４可以看出：桥梁建成初期，边中跨比 不同时，徐变对中跨的变形几乎无影响。桥梁运营３ 年、５年和１０年后，虽然边中跨比取不同值时，中跨各 节点挠度变化吻合较好，但仍然存在一定的差异，同一 节点处，中跨由于徐变影响挠度变化最大的增量分 别为６５．５９％（３年），６３．３１％（５年），６０．１５％（１０ 年）。随着边中跨比的增加，由徐变引起的中跨变形 值减小。
２
铁道建筑
跨中横断面
图１主桥总体布置（单位：ｅｍ）
矿块横断面
表１边跨徐变变形值
ｍｉｌｌ
图２计算模型
Ｎ／ｍｍ２，收缩开始时的混凝土龄期为３ ｄ。 分析徐变变形时考虑了预应力、梁体自重、二期恒
载（道砟、轨道荷载等）。其中预应力钢筋采用强度标 准值为１ ８６０ ＭＰａ的高强度低松弛钢绞线，锚具回缩 量每端６ ｍｍ，钢筋松弛系数为４．５％；主梁的重度按 ２６．５ ｋＮ／ｍ３计算；二期恒载中钢轨采用６６ ｋｇ／ｍ。 ３．１边跨徐变变形
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防洪，２００５（５）．
土木工程学报，２００６（２）．
［６］张哲，窦鹏，石磊，等．自锚式悬索桥的发展综述［Ｊ］．世界 桥梁，２００３（１）．
［１２］胡建华．现代自锚式悬索桥理论与应用［Ｍ］．北京：人民 交通出版社，２００８．
下２种模式进行计算： 计算模式Ｉ：考虑混凝土的收缩与徐变效应。 计算模式Ⅱ：不考虑混凝土的收缩与徐变效应。 将两种计算模式的施工预拱度绘成曲线见图７、８。
墨
魁 萎； 匿
图７考虑混凝土的收缩与徐变效应的预拱度 由图７、８可知：两种情况下计算的预拱度，在跨中 差别最大，越靠近墩身差别逐渐减小。
２０１０年第５期
大，尤其是采用悬臂法施工时更是如此，原因是悬臂施 工时混凝土龄期短，徐变和收缩效应就更加明显。在 施工过程中如不计入混凝土的收缩和徐变，其主梁的 挠度会有很大不同。
图２、３分别显示了考虑和不考虑混凝土的收缩和 徐变时，在连续刚构桥的施工过程中挠度的差别。图 形很直观地表示出混凝土的收缩徐变在整个桥梁施工 过程中会增大主梁的竖向挠度。
形成和自重的作用均是逐阶段进行的，混凝土的收缩 和徐变对结构的变形和内力均有明显的影响，如暴．不 计入混凝土收缩和徐变的影响，则会对结构变形和内 力的计算结果带来不可忽视的误差，造成主梁线形的 偏差和受力的不安全性。因此，计算中必须计入混凝 土收缩和徐变的影响。
１ 混凝土的收缩和徐变理论计算
１．１混凝土收缩应变计算
．
（４）
（５）·
ｃｉｖｉｌ建立整桥的有限元模型，如图１所示。
式中：￡为计算考虑时刻的混凝土龄期（ｄ）；以为收缩开
始时的混凝土龄期；￡。（￡，屯）为收缩开始时的龄期为
ｔ，，计算考虑的龄期为￡时的收缩徐变；￡。为名义收缩
徐变；成为收缩随时间发展系数；其余符号的具体意义
见文献［４］。
１．２混凝土徐变计算
混凝土的徐变会导致混凝土结构受力与变形随时
主要计算参数如表１所示。
表ｌ主要计算参数
参数名称
取值
混凝土弹性模量（Ｃ５０）／ＭＰａ
３４ ５００
混凝土热膨胀系数／（１／℃）
Ｏ．ＯＯＯ Ｏｌ
预应力弹性模量／ＭＰａ
１９５ ｏｏＯ
张拉控制应力／ＭＰａ １ ３９５（预应力筋抗拉强度的７５％）
单端锚具回缩值／ｍｍ
６
２．２混凝土收缩和徐变对主梁挠度的影响 混凝土的收缩和徐变对大跨度桥梁的变形影响较
节点 ２
５ １３ ２ｌ ２９ ３７ ４５ ５３ ６ｌ ６９ ７７ ８：
；Ｖ Ｖ ０ ＼………／、………／
叠－２
委－４
翻－６ —８
—１０
图４最大悬臂状态主梁下缘应力比较
节点 ｌ ９ １７ ２５ ３３ ４ｌ ４９ ５７ ６５ ７３ ８１ ８９
５ １３ ２１ ２９ ３７ ４５ ５３ ６ｌ ６９ ７７ ８５ ９３ ０ －２
收稿日期：２０１０—０５—１６（修改稿） 作者简介：孙涛，男，硕士研究生．
万方数据
２０１０年第５期
孙涛，等：大跨度ＰＣ连续刚构桥混凝土收缩和徐变影响分析
１３７
ｅ一２ｅ，（厶）·风Ｈ
（２）
肿１，＝［丽老‰ｒ ￡，（厶）＝［１６０＋１０艮（９～厶／厂ｃ。）］×１０。６ （３）
风Ｈ＝１．５５［１一（ＲＨ／ＲＨｏ）３］
按照考虑和不考虑混凝土的收缩和徐变，对预应 力连续刚构桥进行了有限元仿真分析计算，并且分别 就主梁挠度、预拱度控制以及预应力损失中的混凝土 收缩与徐变影响进行了分析，得出如下结论：
（１）混凝土的收缩与徐变不论是在桥梁结构的整 个施工过程中还是将来的运营阶段都会引起主梁的持 续下挠。在持续荷载的作用下，混凝土的有效弹性模 量随时间降低，从而使得“梁体刚度”亦随时间而逐渐 降低，主梁下挠也随之增加。而且通过对年平均产生 位移量的比较可以十分清晰地看出由收缩徐变产生的 位移在成桥后的１０年当中逐渐趋于收敛。
击＿４
要＿６
倒一８
—１０
一１２
图５中跨合龙时主梁下缘应力比较
试验表明，在长期荷载作用下，混凝土的徐变随时 间而增大，加载初期增长较快，但增长率随时间渐减， 一般认为２～３年后已变化不大，最终的值收敛成为极 限徐变。笔者讨论了在混凝土的收缩和徐变作用下主 梁挠度将会产生怎样的具体变化，分别计算了刚成桥 时到成桥１０年后的主梁挠度，并予以比较。
４０
３０ ２０
蓦 １０
垂一。：
嚣一２０ 一３０ —帕
—５０
一计入收搬，像耍
…～Ａ
．．∥｝÷＝丧…．
守弋 汐Ｗ
节点
图２最大悬臂状态主梁挠度比较
１３８
中 外公路
第３０卷
卜．飞：…：绎吣Ｆ：焉：少 重 ∞∞加
撼 趟
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加ｏ
∞加 ｌ ９ １７ ２５ ３３ ４ｌ ４９ ５７ ６５ ７３ ８ｌ ８９
节ｒ点
图３中跨合龙时主梁挠度比较
间而变化，一般认为影响混凝土徐变的因素包括：混凝
土的组成材料及其配合比、养护条件、工作环境的湿度
与温度、构件的尺寸以及承受的应力大小、加载龄期、
荷载持续时间等，通常用徐变系数壬（ｆ，ｒ）来描述。根
据ＪＴＧ Ｄ６２—２００４《公路钢筋混凝土及预应力混凝土
桥涵设计规范》的相关规定，混凝土的徐变系数可按照
［７］张哲．混凝土自锚式悬索桥［Ｍ］．北京：人民交通出版社，
２００５．
［１３］李杰，李娜．基于二维相干性自锚式悬索桥的地震响应 研究［Ｊ］．西北地震学报，２００８（２）．
［８］张元凯，肖汝诚，金成棣．自锚式悬索桥的概念设计［Ｊ］．
［１４］ 周敉，王君杰，裒万城．自锚式悬索桥地震反应有限元分
公路，２００２（１１）．
中 外公路
，３６
嚣？享年嚣霄
文章编号：１６７１—２５７９（２０ｌＯ）０５—０１３６一０４
大跨度ＰＣ连续刚构桥混凝土收缩和徐变影响分析
孙涛．袁明。颜东煌 （长沙理工大学土木与建筑学院，湖南长沙４１０００４）
摘要：混凝土的收缩和徐变对于大跨径连续刚构桥来说是一个非常重要的影响因素， 利用有限元分析软件Ｍｉｄａｓ／Ｃｉｖｉｌ建立起连续刚构桥有限元模型，并且分别就主梁挠度、预拱 度控制以及预应力损失中的混凝土收缩和徐变影响进行了分析，得出了混凝土收缩徐变对桥 梁结构影响的具体规律，有利于指导连续刚构桥的设计和施工。
（２）对于悬臂浇注施工来说，在设置主梁施工预 拱度时不可忽略对收缩与徐变的考虑。两种情况之下 的预拱度在中跨差别最大，越靠近墩身差别逐渐减小。
（３）在预应力混凝土结构当中，由于混凝土收缩 和徐变的影响使得预应力遭受损失，从而导致结构下 挠增大。在成桥１年后，由混凝土收缩和徐变产生的 预应力损失占到了预应力筋张拉控制应力的４．５％， 应该给予足够的重视。
为名义徐变系数；位为加载后徐变随时间的发展系数； ＲＨ为环境年平均相对湿度；＾为混凝土构件理论厚度。
２ 实际算例与结果分析
２．１模型概况 现有一座三跨预应力混凝土连续刚构桥，其跨径
布置为８３＋１５６＋８３ ｍ。用有限元分析软件Ｍｉｄａｓ／
万方数据
图１整桥有限元模型
全桥采用梁单元建模，一共被划分为１１１个单元 与１１６个节点。采用对称悬臂浇注方法进行施工。具 体的施工顺序为：基础施工一桥墩施工一安装托架浇 注０８块一设置挂篮浇注１８～２０８梁段一合龙边跨一 合龙中跨，其中每一个梁段的施工又都包括了挂篮的 移动、拼装，钢筋的绑扎，混凝土的浇注，预应力筋的张 拉等几个步骤。
孙涛，等：大跨度ＰＣ连续刚构桥混凝土收缩和徐变影响分析
１３９
力的４．５％，这就有必要通过减少混凝土的收缩徐变
从而达到减少其带来的预应力损失。
量
越
糍 爵
３ 结论
图８不考虑混凝土的收缩与徐变效应的预拱度
２．４混凝土收缩徐变对预应力损失的影响 在Ｍｉｄａｓ中由收缩和徐变引起的构件受拉和受
压区预应力钢筋的预应力损失按下式计算：
析口］．长安大学学报，２００８（１）．
［９］ 胡建华．大跨度自锚式悬索桥结构体系及静动力性能研 究［Ｄ］．湖南大学博士学位论文，２００６．
［１０］唐冕．大跨度自锚式悬索桥的静动力性能研究与参数敏 感性分析［Ｄ］．中南大学博士学位论文，２００７．
［１５］ ［１６］
杨孟刚，胡建华，陈政清．独塔自锚式悬索桥地震响应分 析［Ｊ］．中南大学学报，２００５（１）． 石磊．混凝土自锚式悬索桥设计理论研究［Ｄ］．大连理工 大学博士学位论文，２００３．
结合图６和表２可以十分清楚地看到，由于混凝
万方数据
土收缩和徐变的影响，主梁的竖向挠度随着时间不断 增大，尤其在刚成桥时变化最为明显，后来就随着混凝 土收缩和徐变的慢慢收敛，位移变化也越来越小。佣 如跨中节点在混凝土收缩徐变的影响下，竖向位移由 刚成桥时的正向６６．８ ｍｍ，１０年后逐渐变化成为负向 的一２３．６ ｍｍ，而且通过对年平均产生位移量的比较 可以清晰地看出收， 取墩顶最长的１乏１钢束进行分析。结果见表３。
表３他１预应力筋在收缩和徐变下的应力损失
施工阶段 张拉 成桥
由收缩徐变引起的预应力损失最大值／ＭＰａ
５．１５ １４．７
１年后
６３．２
通过计算分析得出，混凝土的收缩和徐变对预应 力的损失有着很大的影响，随着时间的增长，预应力筋 的应力损失不断增大。１年以后，由混凝土收缩徐变 产生的预应力损失达到６３．２ ＭＰａ，占到了张拉控制应