冻融作用对混凝土跨海大桥桥墩稳定性影响研究

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1、第42卷第3期四川大学学报(工程科学版)Vol.42No.32010年5月JOURNALOFSICHUANUNIVERSITY(ENGINEERINGSCIENCEEDITION)May2010文章编号:1009-3087(2010)03-0007-07冻融作用对混凝土跨海大桥桥墩稳定性影响研究贾超，纪圣振，张峰(山东大学土建与水利学院，山东济南250061)摘要:北方海域海水冻融作用对混凝土跨海大桥的安全稳定

2、性具有重要的影响，针对该问题，通过室内冻融试验研究得出了青岛海湾大桥桥墩混凝土在冻融循环作用下的极限抗压强度及其峰值应变、极限抗拉强度、弹性模量等力学性能指标随不同冻融循环次数的衰退规律，并推导出混凝土冻融损伤本构方程。根据室内外试验的对比关系，得出了桥墩混凝土结构各力学性能指标随结构服役时间的退化规律及不同服役期内混凝土的冻融损伤本构方程。建立了青岛海湾大桥沧口段航道桥过渡墩基础的3维有限元模型，应用非线性理论对过渡墩基础进行了数值分析，得出了不同服役期内该混凝土过渡墩基础的最大应力与最大竖向位移的产

3、生位置及其随时间的变化趋势，并分析了其安全性规律，得出了若干结论，可为工程前期设计及后期维修加固提供一定的参考依据。关键词:青岛海湾大桥;混凝土;冻融作用;试验研究;损伤本构方程;数值分析中图分类号:TU528文献标识码:AStudyontheStabilityofConcreteBayBridgePierUnderFreeze-thawActionJIAChao，JISheng-zhen，ZHANGFeng(SchoolofCivilEng.，ShandongUniv.，Jinan250061，Chi

4、na)Abstract:Freeze-thawactioncausedbyseawaterintheNorthSearegionofChinahasanimportantinfluenceonthesafetyandstabilityofconcretebaybridge.Thedecaylawsofmechanicalpropertieswereobtainedthroughagreatdealofconcretefreeze-thawcyclelaboratorytests，suchasultima

5、tecompressivestrength，peakstrain，ultimateten-silestrengthandelasticmodulusofconcretestructureofpierofTsingtaobay-bridge.Andthefreeze-thawdamageconstitutiveequationofconcretewasdeduced.Accordingtotherelativitiesoftestsbetweenlaboratoryandfield，thedegradat

6、ionlawsofmechanicalpropertiesanddamageconstitutiveequationofconcreteofthepierindifferenttimewereestablished.ThefiniteelementmodelwasestablishedforbasicstructuresoftheBayBridgepierofCang-KouSea-routeBridgeinTsingtao.Throughthenumericalanalysisofthefinitee

7、lementmodelbasedonnonlineartheorythelocationandvariationtrendsaboutmaximumstressandmaximumverticaldisplacementofthebasicstructuresofthepierindifferenttimeswereobtained.TheresultscouldprovidereferencesforstructuredesignandmaintenanceofTsingtaoconcretebrid

8、ge.Keywords:Tsingtaobay-bridge;concrete;freeze-thawaction;tests;damageconstitutiveequation;numericalanalysis混凝土结构耐久性是指混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下，在设计要求的目标使用期内，保持其安全、使用性能和外观要求收稿日期:2009－08－27的能力。随着科学技术的发展以及混凝土结构的广基金项目:国家自然科学基