大跨径连续刚构桥长期挠度计算及预测分析.pdf

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1、2015年7月第7期城市道桥与防洪桥梁结构63大跨径连续刚构桥长期挠度计算及预测分析潘长胜，杨斌，王世成，林萍(中交路桥建设有限公司，北京市100101)摘要：结合某连续刚构桥实测的长期挠度数据，通过建立不同模型工况的有限元模型，分阶段对结构的长期挠度实测数据与计算值进行对比分析。结果表明，考虑作用准永值和结构损伤以后的长期挠度计算方法更加接近实际下挠。在分析实测数据和计算结果的基础上，引入结构长期挠度修正系数的方法来预测结构长期挠度。关键词：连续刚构；长期下挠；结构损失；挠度修正系数；挠度预测中图分类号：U446文献标志码

2、：B文章编号：1009—7716(2015)07—0063—037．0m，翼缘悬臂长2．875m，分左右两幅独立桥0引言型，上部构造采用悬臂浇筑的施工方法，下部结构大跨径预应力混凝土连续刚构桥以其施工方为双肢等截面矩形空心墩、群桩基础。结构总体布便、跨越能力强、造价经济、养护方便等优点，在我置如图1所示。国公路建设中得到越来越广泛的应用；然而，近年80————～———一——～一来主跨的持续下挠【l-2]、腹板斜裂缝、底板裂缝、横———隔板裂缝等现象不断出。]，已成为困扰国内外同类桥型设计、施工及养护的主要问题。由于跨中下挠会

3、加剧箱梁底板腹板开裂，而箱梁梁体裂缝增多使结构刚度降低、进一步加剧了跨中下挠，这图1总体布置图些因素相互作用形成恶性循环，导致主梁持续下挠，后期养护及加固的难度提高、费用大幅增加。为了掌握桥梁在投入营运后的性能变化，业结构在运营期间的下挠是多因素耦合作用的结主单位按工程经验制定了长期观测计划，除对结果，目前研究认为大跨径连续刚构桥持续下挠的构状况进行定期检查外，还对其主要控制点的位主要原因有：(1)设计上对于收缩徐变的计算偏于移进行了定期观测。该桥在2011年1月份建成通保守，与实际情况有一定差别；(2)钢束预应力损车，于同

4、年7月份建立高程控制网以观测其运营失引起的主梁下挠难以定量计算；(3)截面开裂期结构各控制点下挠，并进行了首次高程观测。结后，截面刚度下降引起主梁的下挠。以上3种因素构下挠以2011年7月首次观测值为基准值，观测相互影响且会产生一定的耦合作用。结果如图2、图3所示。本文结合贵都高速某大桥长期挠度观测数从图2、图3可以看出，该桥左、右幅跨中挠度据，探索考虑收缩徐变、预应力损失和刚度退化等呈现持续增大趋势，边跨呈现一定程度的上挠。多因素影响下的长期挠度计算方法，对桥梁的长期下挠进行预测。1工程背景某大桥为主跨150m的预应力混凝

5、土连续刚构桥，跨径布置为80m+150m+80m，单幅桥主梁为单箱单室变截面箱梁，桥墩顶部梁高9．2m，跨中梁高3．2m，箱梁顶板横向宽12．75m，箱底宽收稿日期：2015—03—26作者简介：潘长胜(1977一)，男，黑龙江哈尔滨人，硕士，工程师，从事桥梁检测与管理工作。图2左幅结构下挠曲线图64桥梁结构城市道桥与防洪2015年7月第7期表1计算工况表工况模型情况工况1理想模型工况2理想模型+1O％预应力损失工况3理想模型+1O％预应力损失+1O％跨中刚度损失为减小温度对结构变化的影响，选择时间大致相同的初冬季节的位移监

6、测数据与计算值进行一60位置比较，此时的昼夜温差较小，温度对结构的变化影—雌—2011年11月—罨一2012年lO月—一2013年lO月～⋯2014年10月响也较小，同时桥面挠度监测每次选择的时间大致相同，温度也相差不大，这样由温度引起的桥梁图3右幅结构下挠曲线图结构变化而产生的测量误差在内业计算时可忽略不计，测量数据也不会失去对比意义，其中跨跨中2长期挠度预测的分析方法挠度长期观测数据与计算值比较见表2所列及图混凝土桥梁的长期挠度已引起工程界的高度4所示。重视，但目前还难于从理论上给出非常准确的预表2中跨跨中下挠实测值与计

7、算值一览表(单位：mm)测，因此对实桥进行挠度观测并结合观测值进行理论计算研究就显得尤为重要。大跨径连续刚构桥长期挠度的主要原因是混凝土徐变，徐变的大小和加载时混凝土龄期及荷载持续时间有密切关系，由于桥梁结构在营运状态下的应力一般不会超过极限强度的50％，可以应用混凝土的线性徐1O0变理论，分批施加应力所产生的应变满足叠加原理。一般来说，结构长期挠度计算时，将桥梁分为以下三个阶段进行下挠计算：第一阶段，主桥合拢、蕈爱5后但尚未进行二期恒载施工期间；第二阶段，二期恒载施工完成至桥梁通车前的时间段；第三阶段，娄考虑准永值的恒、活

8、载共同作用的长期挠度。现结合某大桥挠度长期观测的实测数据，考虑预应力03006009001200桥梁运营天数／d损失、结构刚度下降、挠度长期增长效应等方面来对理论徐变变形计算值进行验证和分析，对成桥图4跨中下挠实测值与3种工况计算值曲线图后的长期挠度给出预测。从图4可知，运营期的前3a，结