详情

原文传递大跨度混凝土箱梁桥徐变效应研究

论文题名：	大跨度混凝土箱梁桥徐变效应研究
关键词：	大跨度;预应力混凝土箱梁;箱梁桥;徐变效应分析;徐变系数;徐变特性;板梁单元;徐变模式;梁徐变;计算公式;平均温度场;确定性;预应力筋;箱梁结构;思路;龄期系数;拉丁超立方抽样法;计算参数;环境;分析方法
摘要：	混凝土箱梁桥的大型化，一方面增大了施工和环境等因素对徐变特性的影响，使各部位徐变特性的差异变得更大，另一方面又增大了箱梁的扭转、畸变、剪力滞等等效应，使局部的应力情况变得更加复杂。尤其是两个方面的互相耦合，使常规的理论和方法已经难以满足大型混凝土箱梁桥徐变效应分析的需要。为此，本文基于国内外研究的现状，通过理论分析、试验和数值模拟等方法，对大跨度混凝土箱梁桥的徐变模式和分析方法进行了深入的研究，建立一种较为精确的徐变效应分析方法。主要完成了以下研究工作：　　（1）实测、统计、分析广东地区9座采用悬臂施工的预应力混凝土连续梁桥和刚构桥徐变计算参数，利用拉丁超立方抽样法，分析研究CEB-FIP1990，RILEM B3和GL2000这三种表现较好的徐变模型在工程应用中的预测不确定性，以及徐变计算参数的相对重要性。根据分析结果，推荐采用CEB-FIP1990模式进行大跨度桥梁结构的徐变效应分析。另外，引入不确定因子，提出了结构不确定性（由徐变预测不确定性引起）的区间分析法，从而避免多次的结构运算，提高分析效率。　　（2）以推荐的CEB-FIP1990模式为蓝本，研究变温变湿环境中的徐变系数计算问题。将温湿度变化对徐变的影响等效为龄期的延长或缩短。基于这种等效思想，推导不同温湿状态下龄期的计算公式，改进CEB-FIP1990徐变模式。经国外试验结果验证，改进后的模式具有较高的精度，更适合于自然环境中桥梁的徐变系数计算。另外，通过引入等效加载龄期系数和等效持载龄期系数，将改进模式与桥梁分析专用软件结合起来，使其更具实用性。　　（3）根据实测数据，研究预应力混凝土箱梁的徐变特性，提出将徐变系数相近的区域划分在一起，即将箱梁视为由顶板、底板和腹板等板件构成，对不同区域（板件）赋予不同的徐变系数，化整为零的徐变效应分析思路。提出以季平均温度场来综合反映箱梁徐变的温度环境。研究水化热温度场、季平均温度场及配筋率对箱梁徐变特性的影响，提出相应的计算公式。　　（4）以箱梁梁段为基本单位，同样采用化整为零的思路，按板件和材料将梁段单元离散成若干子单元，根据各自的结构和受力特点，将混凝土板件和钢筋分别等效为板梁，将预应力筋等效为杆单元或板梁单元，用能量变分原理分别求出刚度矩阵，再根据变形协调条件，集零为整，形成组合板梁单元。该单元考虑了钢筋（预应力筋）刚度贡献，并能反映箱梁挠曲、扭转、畸变和剪力滞后这些复杂的受力状态，实验证明，具有较高精度。同时，该单元将梁段单元化整为零的思路与上面提出的徐变效应分析思路一致，便于箱梁徐变特性的引入，可以作为箱梁结构徐变效应分析的良好载体。　　（5）在组合板梁单元的基础上，结合箱梁徐变模式，引入AEMM、初应变法，建立适用于箱梁结构的较为精细的徐变分析法，并对实施过程中所碰到的拉、扭徐变系数和老化系数取值问题进行讨论分析。
作者：	饶瑞
专业：	结构工程
导师：	王荣辉
授予学位：	博士
授予学位单位：	华南理工大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文