苏通大桥连续刚构收缩徐变的不确定性分析

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1、苏通大桥连续刚构收缩徐变的不确定性分析ZuanfengPan;ChungC.Fu,F.ASCE;andYongJiang摘要：大跨径预应力混凝土连续刚构是对混凝土收缩和徐变较为敏感的结构。因而，正确估计徐变收缩效应就显得十分重要。本文提出了修正的预测模型，是以现有的桥梁收缩徐变模型为依据的。以在苏通连续刚构大桥中使用的高强混凝土收缩徐变试验为基础，模型预测值与实验值吻合较好。结果表明，收缩徐变预测精度可以通过测定具体给定混凝土短期徐变收缩和修正相应的预测模型参数大大提高。随后，对混凝土的收缩徐变效应用概率分析的方法进行研究。基于修正的收缩徐变模型

2、，对苏通大桥连续刚构收缩徐变效应进行了不确定性分析，应用于苏通大桥连续刚构的施工阶段计算，并和实桥监控结果进行了比较。最后，对跨中由时变挠度对收缩徐变的影响进行分析。CE数据库主题词：混凝土，桥梁，大跨，徐变，收缩，预测，不确定性原则，抽样检验，中国，刚架作者关键字：混凝土，大跨径桥梁，徐变，收缩，预测模型，不确定性，拉丁超立方体，抽样检验1引言徐变和收缩效应是在大跨境桥梁设计中需要解决的一个棘手而又最关键的问题。现在研究的是苏通大桥辅助航运的航道桥（也被称为苏通连续刚构大桥），它的主跨径达到了268m,是世界上最大跨径的桥梁之一。它是用平衡悬臂

3、施工的预应力混凝土连续刚箱梁，并于2007年完工。为了提高强度和耐久性，在桥梁中使用了高强度和高性能的混凝土。AASHTOLRFD桥梁设计规范（2007）和JTGD62-2004（中国交通部2004）都强调，对于大跨径阶段施工桥梁的收缩徐变应该有一个更加精确的估计。以下是本研究的目标：1•获得苏通连续钢构大桥所使用的混凝土的收缩徐变性能；2.比较通过修正的收缩徐变预测模型的计算结果和实地测试结果；3•使用修正的徐变收缩模型来完善桥梁的徐变收缩效应的不确定性分析并预测桥梁的长期挠度。Bazant和Baweja(1995)指出添加剂和矿物质混合物对混

4、凝土收缩徐变的影响可以通过测定给定的短期混凝土收缩徐变并通过调整相关的模型参数来测定。在这项研究中，对材料性能如强度，弹性模量，在苏通大桥使用的混凝土的收缩和弹性模量在超过一年半的时间里持续进行测定。测试结果显示，被CEB-FIP90采纳的JTGD62-2004的混凝土收缩徐变预测模型不能精确预测所使用的混凝土。因而，对适用于在苏通连续刚构大桥中使用的混凝土的修正公式和收缩应变、徐变系数提出了研究。此外，在分析苏通连续刚构大桥蠕变和收缩效应的不确定性，使用了改进的预测模型，考虑模型的不确定性及影响因素的随机特性。此外,在苏通大桥使用了两种方法，着

5、重介绍了改善挠度的问题。2背景混凝土徐变和收缩可能会导致裂缝和附加的长期挠度，从而降低桥梁的使用可靠性和耐久性。例如，在1977年用平衡悬臂施工建成的Koror-Babeldaob桥,是一座跨中带较节段预应力混凝土箱梁。使用了18年后，跨中挠度达到了1.39米，最后倒塌了。另外，在混凝土结构中考虑物质内在变化和模型不确定性，收缩徐变是混凝土最不确定的性能。过去的研究集中于考虑内在物质的不确定性和建模收缩获得的结构响应。然而，今年来关于混凝土结构徐变收缩效应不确定性研究开始兴起。环境条件的变化，质量变化和混凝土配合比，蠕变收缩的内在机制都是导致不确

6、定性的主要根源。大跨境预应力混凝土悬臂桥的时程挠度和截面内力重分布对混凝土徐变收缩髙度敏感。因而，分析蠕变收缩的影响应考虑到这些因素的随机特性。为了减少变性过大的风险，大跨度预应力混凝土箱梁桥响应值应按95%的置信区间设计。3修正的徐变收缩预测模型3・1构件材料和混凝土的力学性能表一显示了在苏通大桥中使用的混凝土的配合比。水泥采用华新水泥厂P.II.52.5硅酸盐水泥；粉煤灰为镇江谏壁电厂I级粉煤灰；砂子产地为江西赣江;石子为镇江茅迪石灰岩，粒径级配为5mm—10mm和10mm—20mm,两种级配的比例为4：6；外加剂采用江苏省苏博特公司生产的J

7、M-PCA高效减水剂。试验测得该混凝土28d立方体抗压强度为79.6MPao28天的弹性模量超过了36Gpao表一.混凝土配合比（kg/m3）水泥粉煤灰细骨料粗骨料水添加剂3849670610591595.7表二•混凝土力学性能抗压强度（Mpa）混凝土龄期立方体棱柱弹性模量（Gpa）343.333.035.875949.042.1146752.844.12879.667.046.64584.571.247.76087.272.047.89088.674.047.8表三•试样的蠕变实验条件组试样尺寸（mm）加载龄期（天）持荷时间（天）C1100X1

8、00X3007585C2100X100X30014592表四.试样的收缩实验条件组试样尺寸（mm）湿养护龄期（天）干燥持续时间（天）S1