南京青奥景观桥斜拉索应力松弛行为对结构的影响分析

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1、南京青奥景观桥斜拉索应力松弛行为对结构的影响分析田雨金，高飞，王通53南京青奥景观桥斜拉索应力松弛行为对结构的影响分析田雨金。高飞，王通(中交第二航务工程局第四工程有限公司，安徽芜湖241000)摘要：针对工程实践中出现的斜拉索应力松弛现象，结合主跨240m的双塔双索面斜拉桥——南京青奥景观桥工程实例，分析斜拉索应力松弛行为对结构的影响。采用MIDAS软件建立南京青奥景观桥整体模型，分别用影响矩阵法和等效温度法模拟分析斜拉索应力松弛行为，并比较二者的差异；最后采用等效温度法计算南京青奥桥斜拉索松弛对结构的

2、影响。结果表明：斜拉索的松弛行为可采用影响矩阵法和等效温度法进行模拟，2种方法均有足够的模拟精度，等效温度法更为直接方便；斜拉索松弛对桥塔内力和位移以及主梁轴力影响较小，对主梁局部区域弯矩和位移影响相对较大。关键词：斜拉桥；斜拉索}应力松弛；影响矩阵法；等效温度法；内力重分配；松弛率；有限元法中图分类号：U443．38；U441．5文献标志码：A文章编号：1671—7767(2015)05—0053—051引言翌要应力松弛是指材料在高温和应力作用下产生微!500,．5800．24000．5800．．4塑性

3、变形并逐渐积累，在保持应变或位移不变的前提下，应力随时间的延长逐渐降低的现象_1]。在桥童梁结构中，应力松弛现象普遍存在于预应力筋、斜拉．886巍20600f．稳8i桥的斜拉索以及悬索桥的主缆中。对斜拉桥而言，成桥后结构的受力状态主要受斜拉索索力的影响，单位：cm而应力松弛必然导致索力的变化，从而对结构的内图1南京青奥景观桥结构布置力、变形产生影响。斜拉索的频繁振动也会加速应法和等效温度法模拟斜拉索应力松弛行为，并对2力松弛。目前，不少学者对各类材料的应力松弛行为进行了理论实验研究_2]，但对工程实践中出

4、现种方法进行了对比分析。斜拉索的松弛率按照《预应力混凝土用钢绞线》(GB／T5224—2003)E63中关的应力松弛现象及其影响研究较少。鉴于此，本文于低松弛钢绞线的规定，取最大容许松弛率2．5％。结合南京青奥景观桥实例，对斜拉索的应力松弛行为及其对结构的影响进行研究。3．1影响矩阵法结构设计和施工过程中，在任意一阶段会选取2工程概况某些截面的结构特性参数来作为控制变量，以这一南京青奥景观桥为主跨240m的双塔双索面系列的控制变量作为衡量结构是否合理的标准，所斜拉桥(见图1)。桥塔为倾斜式椭圆形桥塔，下塔

5、选的这些截面称为关心截面，要使关心截面中个柱为混凝土结构，上塔柱与主梁均为钢结构。主跨独立参数调整到目标值，需要借助影响矩阵计算每个桥塔设置8对斜拉索，边跨设置1对背索，斜拉个独立参数的调整值]。本文采用影响矩阵法对斜索采用低松弛钢绞线。拉索松弛模拟的情况进行说明。(1)受调向量为结构中关心截面上个独立元3斜拉索松弛行为的模拟方法素(内力、位移等)所组成的列向量。考虑松弛对索斜拉桥是高次超静定结构，每根斜拉索的松弛力的影响，取斜拉索的索力值作为受调向量。均会引起内力重分布，导致其它斜拉索索力的改变，(2)

6、施调向量为结构中用来调整以改变受调向所以斜拉索松弛后的索力未知，无法直接进行松弛量的m个独立元素组成的列向量(m≤)。从结构行为的模拟。针对这一情况，本文分别用影响矩阵的受力状态上讲，斜拉索的松弛本质上就是一个索收稿日期：2015—03一10作者简介：田雨金(1979一)，男，工程师，2005年毕业于吉林建筑工程学院交通工程专业，获学士学位(E—mail：42477191@qq．corn)。54世界桥梁2015，43(5)力发生改变的过程，因而将斜拉索的索力值作为施计算出每一根斜拉索的等效温度增量后，在调

7、向量，记为T一{TTxz，⋯，T)。MIDAS中将其通过单元温度荷载施加到对应的斜以索力未发生松弛的状态为初始状态，记初始拉索单元上，不受斜拉索模拟形式的限制，就可以计状态的索力向量为T。一{TT⋯，T)，取斜算出各斜拉索索力变化值。拉索最终的松弛率为2．59／6，则施调索力向量为：3．32种方法分析结果比较T一一0．O25T。(1)上述2种方法中，影响矩阵法直接利用斜拉索(3)影响向量为施调向量中第J个元素发生正受力变化进行模拟，得到的结果为真实值；等效温度的单位变化引起的受调向量的变化向量。当对第法用

8、温度对斜拉索的松弛效应进行模拟，得到的结号索施加单位索力时，各索的索力增量即为影响向果为近似值。为验证等效温度法的精度，采用MI—量，记为T，一{T1，T2，⋯，T。DAS软件建立全桥有限元模型(见图2)，并分别利(4)影响矩阵为个施调向量分别发生单位变用2种方法对南京青奥景观桥进行斜拉索松弛的模化时，对应的个影响向量排列组成的矩阵。所以拟计算，对松弛后的索力值进行对比分析。塔柱和本文索力的影响矩阵为C一ET，T，⋯，T]。由