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混凝土徐变力学及其在桥梁施工中的应用

李文鹏  
【摘要】:对于大跨径混凝土连续刚构桥的施工监控是为了便于随时了解桥梁建造过程中的受力状况,保证施工安全,避免发生突发事件,保证桥梁的施工质量,同时也为科学研究提供依据。其中,线形控制是施工控制中的主要内容,线形的控制主要集中在预拱度的设置上,而预设拱度又与桥梁结构的变形计算紧密相连。大跨径预应力混凝土连续刚构是对混凝土徐变较为敏感的结构,正确地预测大跨径连续刚构桥梁悬臂施工阶段的徐变效应具有重要的现实意义。 混凝土的徐变效应给桥梁的施工控制带来了一定的困难。在对桥梁结构进行挠度监测时,混凝土徐变也能引起挠度的增加或减小,若不考虑这部分挠度增量,所获得的挠度监测结果将会失真,从而导致桥梁的受力状态被错误判断,不能达到挠度监测的目的。随着施工周期的延长和悬臂长度的增大,混凝上徐变引起悬臂端部的挠度也不断增大。为此,本文对连续刚构桥悬臂施工阶段混凝土徐变效应展开研究。 本文以湖北省浠水县兰溪大桥为工程背景,通过在施工现场进行的监控监测工作,采集各施工阶段中的标高及相关材料特性数据。并采用MIDAS软件对各施工阶段建模计算出设计预拱度值。比较模型计算与实测挠度值,可知在实际施工过程中,混凝土材料受其施工配合比与施工工艺的影响,材料参数有其自身的特性。计算模型中通过回归拟合方法得到的参数与实际情况有所不同。 最后,结合目前国内外对混凝土徐变研究的进展,对混凝土的徐变机理、徐变本质、在悬臂施工与荷载不断增加的情况下对徐变的影响进行深入的探讨与研究。研究不同龄期混凝土松弛模量及连续刚构桥梁悬臂施工阶段挠度的计算公式推导。将预应力混凝土施工阶段的变形分为弹性变形和徐变变形两部分,根据按龄期调整松驰模量徐变计算理论和叠加原理,提出悬臂施工阶段T构各截面包含混凝土徐变效应引起截面挠度计算公式。将计算结果与MIDAS计算及监控实测数据进行对比分析,从理论上建立了一个计算刚构桥悬臂施工阶段包含徐变变形的挠度理论计算公式,使研究成果能指导连续刚构桥梁悬臂施工的设计和施工阶段控制,有效地提高在连续刚构桥悬臂施工过程中挠度监测的准确性,保证桥梁的顺利合拢和良好的线形控制,提高连续刚构桥的工程质量。


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