大跨连续刚构桥收缩徐变效应与计算方法研究.pdf

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1、分类号:U4410710-2015121086硕士学位论文大跨连续刚构桥收缩徐变效应与计算方法研究宋闯导师姓名职称周勇军教授申请学位类别硕士学科专业名称桥梁与隧道工程论文提交日期2018年04月16日论文答辩日期2018年05月09日学位授予单位长安大学ShrinkageandCreepEffectofLong-SpanContinuousRigidFrameBridgeandCalculationMethodResearchAThesisSubmittedfortheDegreeofMaste

2、rCandidate：SongChuangSupervisor：ZhouYongjunChang’anUniversity,Xi’an,China摘要近年来我国的交通基建事业迅猛发展，桥梁建设需求日益迫切。在跨越能力、行车舒适性与施工便捷性等方面，大跨连续刚构桥表现出了比其他桥型更大的优势，因而此类桥梁的数量不断增长。然而在长期运营过程中，一些桥梁出现了梁体不断开裂下挠且难于收敛的现象，严重阻碍和制约了此类桥梁的可持续发展。通常，将出现此类问题的原因主要归结于混凝土的收缩徐变、预应力损失及结构分

3、析方法的准确性。收缩徐变作用是其中影响较大且最为棘手的问题，至今尚未研究透彻。对处于自然环境变温、变湿等条件下混凝土的收缩徐变效应、混凝土徐变恢复的相关研究尤为匮乏。因此，无论是出于对既有已建开裂下挠大跨连续刚构桥的维修加固，还是对未来此类桥梁的设计改进，都需要继续对混凝土收缩徐变问题开展更深层次的基础性研究工作。本文作为国家自然科学基金项目“大跨径预应力混凝土箱梁桥性能退化过程及衰变机理”的核心内容，对大跨连续刚构桥运营阶段混凝土收缩徐变问题进行了较为系统的研究。首先，总结归纳了混凝土收缩徐变

4、的发生机理与影响因素，选取目前应用较为广泛的CEB-FIP系列模型、ACI209模型和B3模型等收缩徐变模型进行了对比分析，并给出了模型选取的合理化建议。为了研究收缩徐变作用对大跨连续刚构桥运营期时变效应的影响，以云南省一座在役大跨连续刚构桥为依托，基于三种不同收缩徐变模型研究了其挠度与截面应力的时变效应。研究结果表明，大跨连续刚构桥运营过程中的挠度与截面应力之间联系紧密，且主梁顶板、腹板中部附近及部分底板截面应力持续递减。在对现有各种相关计算方法进行对比分析之后，本文提出了一种可综合考虑自然环

5、境变化多因素（温度、湿度和配筋率等）、递减应力和徐变恢复的混凝土徐变效应计算方法；同时，提出了自然条件下结构总应变（包含收缩、徐变、弹性和温度应变）的计算方法。本文提出的算法具有物理意义清晰、考虑因素全面和便于程序化计算等独特优势。本文研究成果可推动混凝土收缩徐变计算理论的发展，为分析大跨连续刚构桥运营过程中的不断开裂下挠问题提供基础理论支持。同时，对此类桥梁的设计、加固维修及开裂下挠的准确预测具有重要意义。关键词：大跨连续刚构桥，持续下挠，收缩徐变效应，自然环境，递减应力，徐变恢复，改进算法i

6、AbstractInrecentyears,thetransportationinfrastructureofourcountryhasdevelopedrapidlyandthedemandofbridgeconstructionhasbecomeincreasinglyurgent.long-spancontinuousrigidframebridgeshaveshowngreateradvantagesthanothertypeofbridgesintermsofspanningcapac

7、ity,drivingcomfortandconstructionconvenience.Thus,thenumberofthisbridgecontinuestogrow.However,inthecourseoflong-termoperation,somebridgeshaveappearedthephenomenonofcontinuouscrackinganddeformation,whichseriouslyhinderedandrestrictedthesustainabledev

8、elopmentofsuchbridges.Generally,theemergenceofsuchproblemsmainlyduetoshrinkageandcreep,lossofprestressandtheaccuracyofthecalculationmethod.Shrinkageandcreeparethemostinfluentialandintractableproblems,theyarenotyetbeenthoroughlystudied.Thestudyonthesh