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1、总第221期交通科技SerialNo.2212007年第2期TransportationScience&TechnologyNo.2Apr.2007桥梁结构混凝土徐变试验研究向小斌张开银周红成梁新宇(武汉理工大学交通学院武汉430063)摘要选取多个双支薄壁混凝土桥墩为研究对象进行混凝土徐变的试验研究,得到在应力、凝期、持荷时间、温度等主要因素不断变化下实际混凝土结构徐变的函数。实测结果与理论值比较验证了函数的合理性,并且可运用于上部结构混凝土徐变的预测中。关键词徐变应变预应力混凝土对于高墩大跨度
2、预应力混凝土连续刚构桥而构徐变应力分析的全量方法;③积分退化核方言,混凝土结构的收缩徐变对桥梁施工的线形和法;④率型本构方程。尽管其研究工作不断深应力控制有着很大的影响。同时,由混凝土收缩入,但混凝土徐变对结构内力和变形的影响仍无徐变所引起的混凝土箱梁下挠、预应力附加损失法准确的计算。过大、箱梁腹板开裂、支座不均匀沉降、结构应力为了获取实际施工过程中混凝土结构在不同重分布等,使得运营中的桥梁结构过早地失效或应力水平、凝期、持荷时间和温度条件下的混凝土丧失功能。国内外专家学者曾对混凝土结构的收徐变规
3、律,特选取马水河特大桥6个100m以上缩徐变进行过长期的理论和试验研究,并取得了的混凝土薄壁柔性高墩为试验研究对象。一些重要的研究成果。由于混凝土徐变系数的确1.1桥梁结构简介定涉及到太多的参数,在工程运用中显得十分繁湖北沪蓉西高速公路马水河特大桥由2幅完琐;另外,实际工程中由于受混凝土配合比、凝期全分离的大桥构成,主桥上部构造为110m+3×的不确定、持荷时间、环境温度和湿度变化等因素200m+110m五跨一联三向预应力混凝土变截的影响,混凝土结构的实际徐变量与理论计算结面连续箱梁,桥墩为双支薄
4、壁柔性墩;其左幅桥果相差较大,在工程应用中始终无法得到满意的2、3及4号墩墩高分别为100、139和133m,右幅结果。本文以湖北沪蓉西高速公路马水河特大桥桥5、6及7号墩墩高分别为112、142和135m。为依托,选取多个双支薄壁混凝土墩为研究对象1.2传感器布置进行收缩徐变的试验研究,以期得到在应力、凝分别选取右幅桥5、6和7号墩及左幅桥2、3期、持荷时间、温度等主要因素不断变化下实际混和4号墩根部(距承台4m处)为应变监测断面,凝土结构收缩徐变的规律,从而为桥梁上构混凝沿其铅垂方向布置钢弦式
5、应变传感器,见图1中土箱梁悬臂施工预拱度设置、混凝土箱梁应力测“o”,以测取桥墩及上部结构在施工过程中因自重试、二期恒载和活载作用下桥墩及箱梁的徐变收引起的监测断面处的压应变。考虑到温度和混凝缩量估计提供依据,确保施工中的桥梁结构具有土收缩对结构应变的影响,同时在相应的部位安合理的线型和内力。装有温度传感器和无应力应变传感器,见图1中的“-”。1试验介绍经典的徐变分析方法有:①有效模量法;②老化理论(徐变率法或迪辛格尔法);③流动率法(弹性老化理论);④弹性徐变理论(叠加法)。现代徐变分析方法主要
6、有:①AEMM法(按龄期调整的有效模量法,也称TB法);②结图1应变传感器布置示意图收稿日期:20062112022007年第2期向小斌等:桥梁结构混凝土徐变试验研究212混凝土应变分析如果能够直接测得混凝土结构由外力所产生[1]的应变,则可计算出结构的应力。事实上,混凝土结构的应变值εc是由结构自重所产生的应变εcg、混凝土徐变所产生的应变εcc、混凝土收缩所产生的应变εcs和由温度变化引起钢弦读数变化而产生的附加应变εct所组成εc=εcg+εcc+εcs+εct(1)图2混凝土弹性模量测试示
7、意图由结构自重所产生的应变εcg可以由浇注混表1混凝土弹性模量测试结果凝土方量计算得到;由温度变化所引起的附加应混凝土弹性模量/GPa凝期/d变εct通过钢弦传感器的温度应变修正得到;混凝试块1试块2试块3试块4724.3525.1726.0624.31土收缩所产生的应变εcs由无应力应变计得到。2830.3529.7329.0331.032.1钢弦温度修正温度变化时,如果预应力混凝土结构无约束3应变测试数据处理自由伸展,则埋入其中的钢弦应变计也会随同变3.1应变测试形。由于钢弦丝和混凝土材料温度
8、膨胀系数接现取左幅桥桥墩为研究对象进行混凝土徐变近,其不协调应变可以忽略不计。而温度的影响分析。对于非均匀温度场所产生的混凝土温差应(尽管结构外载没有改变),钢弦丝的应变和自振变,目前还没有好的计算方法。由于桥墩在上构频率均将发生改变。悬臂施工阶段是静定结构,若没有日照的影响,4由温度引起的应变增量为:个应变传感器的测试值基本是一致的,故测试时dfdεs=-2εs(εs+)(2)间均选在温度变化不大、混凝土结构内部温度较f[3]为均匀的时段进行(一般06:00点左右)。每当df一般
