桂林市市政综合设计院 广西桂林 541001
摘要：混凝土收缩徐变对连续刚构桥的挠度及应力有非常显著的影响。本文以沪蓉高速公路上一座特大桥为实例，现场实测了大桥在成桥初期的挠度及应力变化。同时，运用有限元软件MIDAS/CIVIL按不同规范进行仿真计算，并与实测结果进行对比分析，得出了一些有益的结论。
关键词：连续刚构桥；收缩徐变；挠度；应力
正确地估计及预测收缩、徐变对高墩大跨预应力连续刚构桥的挠度和应力的影响，对于桥梁设计、施工及维护保养具有重要的意义。迄今为止，许多学者对混凝土桥梁的收缩徐变作了大量分析研究[5]~[7]，但结合高墩大跨连续刚构桥的实测研究较少。笔者在沪蓉西高速公路建设时，参与了一座特大型桥梁的施工监控项目，并测得了大量的应力、挠度等监控数据。本文，笔者以该大桥为实例，对其成桥初期的收缩徐变进行现场测试，并与计算结果进行了比较分析。
1、工程背景
该特大桥是沪蓉西高速公路上的一座特大型桥梁，该桥最大主墩高178m，位列同类型桥梁世界第一（见图1）。主桥分左右两幅，上部构造为106+3×200+106m五跨预应力钢筋混凝土连续刚构箱梁，梁高采用1.8次抛物线变化，从跨中的3.5m渐变至墩梁固结处的12m；箱梁采用三向预应力结构，主桥箱梁混凝土强度等级为C55，弹性模量，容重25.5；重力加速度，设计荷载为汽车-超20级，挂车-120级。
3、结构有限元分析
桥采用悬臂浇筑法施工，根据施工的实际情况，采用有限元计算软件MIDAS/Civil，对桥梁结构进行有限元施工仿真分析。主梁按每个施工节段划分为一个单元，墩身按每10 m划分为一个单元，用梁单元建立有限元分析模型，全桥共划分为437个单元，442个节点。其中，上部结构划分为211个单元，下部结构划分为226个单元，主墩顶部均与箱梁固结，墩底均采固结；边跨箱梁则采用可动铰支承与桥墩相连。计算过程中，施工阶段的划分亦根据实际的施工顺序将施工过程共划分为57个施工阶段。结构有限元模型及主要计算参数表分别见图2和表1。计算中，对每个施工阶段各进行一次收缩徐变分析，再对阶段结果累加，便得到任一阶段末的总结果。考虑到大桥设计时，是按《桥规1》进行设计的，因此，本文分别按《桥规1》和《桥规2》两种不同规范进行计算。
4、现场测试方法与测点布置
4.1 挠度测试方法与测点布置
挠度测量采用精密水准仪进行挠度测量，为避免日照温差对挠度的影响，测量均在早晨7：00～8：00进行。箱梁横截面挠度测点布置见图3所示。
5、实测分析
由于桥梁为对称结构，在此仅列出右幅桥宜昌侧次中跨和主中跨在7月20日至11月11日期间的实测下挠值与理论计算值的对比，见表2所示，表中负值表示挠度向下（表中测试跨位置参考图4）。
从表3可知：大桥竣工100天后，主中跨箱梁根部截面及跨中截面上缘压应力均减小（应力变化为拉应力），下缘压应力则均呈现增大趋势。但《桥规2》计算的计算结果更接近实测值。
6、结语
本文通过对桥梁在全桥合拢后到投入运营之前的这段时期内挠度及应力的现场实测值与理论计算值进行对比分析，得出了如下结论：
（1）由于混凝土的收缩徐变，箱梁各测试截面均出现下挠，最大实测挠度值为9.07mm。
（2）不同的收缩徐变预测模型对结构的变形趋势及应力状态变化的影响总体上基本一致，但按《桥规2》计算结果更接近实测值。
参考文献：
[1]中华人民共和国行业标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S]（JTJ 023－85）.北京：人民交通出版社，1985.
[2]中华人民共和国行业标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S]（JTG D62－2004）.北京：人民交通出版社，2004.
[3]周履，陈永春.收缩徐变[M].北京：中国铁道出版社，1994.
[4]范立础.预应力混凝土连续梁桥[M].北京：人民交通出版社，1988：262～296.
[5]周绪红等.大跨径简支转连续箱梁桥收缩徐变效应[J].交通运输工程学报，2009，9（2）：39～44.
[6]汪剑，方志.大跨预应力混凝土箱梁桥收缩徐变效应测试与分析[J].土木工程学报，2008，41（1）：70～81.
[7]杨志平，朱桂新，李卫.预应力混凝土连续刚构桥挠度长期观测[J].公路2004，8：285～259.
[8]金成棣.混凝土徐变对超静定结构变形及内力的影响[J].土木工程学报，1981，14（3）：19~32.
作者简介：
唐灿，（1983－）男，湖南株洲人，工学硕士，工程师，主要从事道路桥梁勘察设计、技术咨询等工作。
论文作者:唐灿
论文发表刊物:《基层建设》2015年17期供稿
论文发表时间:2015/12/3
标签：挠度论文; 应力论文; 预应力论文; 混凝土论文; 桥梁论文; 结构论文; 大桥论文; 《基层建设》2015年17期供稿论文;