羅彬

混凝土的徐變對(duì)結(jié)構(gòu)的影響有有利方面，也有不利方面。眾所周知，徐變可以引起預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力損失，混凝土收縮徐變使預(yù)應(yīng)力構(gòu)件收縮，預(yù)應(yīng)力筋縮短，從而引起預(yù)應(yīng)力損失。在鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土等配筋構(gòu)件中，隨時(shí)間而變化的混凝土的收縮、徐變受到內(nèi)部鋼筋的約束將導(dǎo)致內(nèi)力的重分配。預(yù)應(yīng)力損失實(shí)際上也是預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件內(nèi)力重分配的一種，收縮徐變導(dǎo)致的預(yù)應(yīng)力損失占據(jù)全部損失的1/3以上。

收縮徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算公式如下:

在預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋中，混凝土的收縮徐變和預(yù)應(yīng)力損失是相互影響的。混凝土的收縮徐變引起結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力損失;反過來，預(yù)應(yīng)力損失導(dǎo)致內(nèi)力重分布，又會(huì)影響混凝土的收縮徐變。

本文以貴陽花溪二號(hào)橋?yàn)檠芯繉?duì)象，花溪二號(hào)大橋工程位于貴陽市花溪區(qū)境內(nèi)，是貴陽環(huán)城高速南環(huán)線上的主要橋梁之一。該橋總長(zhǎng)217 m，主橋?yàn)橐蛔?×50 m預(yù)應(yīng)力混凝土先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁橋，全橋?yàn)殡p幅橋。

花溪二號(hào)大橋上部構(gòu)造為T形。下部結(jié)構(gòu)墩身、蓋梁、系梁及臺(tái)帽橋臺(tái)底部板的現(xiàn)澆混凝土采用C40混凝土材料。樁基、橋臺(tái)前墻頂面以下1.2 m、側(cè)墻頂面以下1.7 m范圍內(nèi)采用C25混凝土。預(yù)制主梁及橫隔板、濕接縫、封錨端、墩頂現(xiàn)澆連續(xù)段、橋面現(xiàn)澆混凝土采用C50。

以下將用橋梁博士結(jié)構(gòu)程序模擬混凝土的收縮徐變對(duì)預(yù)應(yīng)力損失的影響。

全橋結(jié)構(gòu)平面分析采用橋梁博士3.0，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙中的結(jié)構(gòu)布置和結(jié)構(gòu)尺寸，全橋結(jié)構(gòu)離散成297個(gè)節(jié)點(diǎn)、293個(gè)單元，其中主梁?jiǎn)卧?20個(gè)，橋墩單元73個(gè)?；谌簶痘A(chǔ)嵌入基巖，整體剛度很大，因而墩底采用完全固結(jié)的約束條件，主梁兩端對(duì)豎向位移約束。具體工序時(shí)間如表1所示。

表1 施工工序時(shí)間

本次分析我們主要考慮的是不同時(shí)間內(nèi)混凝土收縮徐變引起的端跨及中跨跨中撓度和內(nèi)力。

表2 混凝土收縮徐變引起主梁撓度變化 mm

由表2可知，80 d混凝土收縮徐變引起端跨跨中撓度為4.53 mm。第200天時(shí)，跨中撓度由于混凝土的收縮徐變而引起的下沉量為5.06 mm，一年以后基本上沒有影響(10 000 d時(shí)的下?lián)狭繛?.12 mm)，可見混凝土的收縮徐變?cè)?0 d時(shí)已經(jīng)完成了88%;同時(shí)由表3可知3號(hào)～6號(hào)梁跨中由混凝土收縮徐變引起的內(nèi)力為176.5 kN，10 000 d以后為203.9 kN，60 d已經(jīng)完成了總的收縮徐變的86.5%。

由數(shù)據(jù)分析可知:80 d混凝土收縮徐變已經(jīng)完成87%左右，而此時(shí)先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu)體系還沒有澆筑施工后連續(xù)端，正處于簡(jiǎn)支狀態(tài)。因此在混凝土收縮徐變量發(fā)生最大的時(shí)間里不會(huì)引起力矩的重分配產(chǎn)生次內(nèi)力。

表3 混凝土收縮徐變引起主梁內(nèi)力變化 kN

我們對(duì)整個(gè)橋梁的混凝土收縮徐變的分析是在忽略了后連續(xù)端混凝土和吊裝主梁之間，由于施工時(shí)間不同而產(chǎn)生的收縮徐變速率差別基礎(chǔ)上進(jìn)行的。

我們知道后連續(xù)端一般是很短的一段截面，一般橋梁都控制在0.5 m左右(本文算例采用的濕接縫為0.8 m)，而且張拉負(fù)彎矩鋼筋給主梁和濕接縫提供了很大的壓應(yīng)力，這樣更加減小了新舊混凝土的影響。

綜上，我們可知80 d混凝土收縮徐變已經(jīng)完成87%左右，即混凝土齡期在80 d后混凝土收縮徐變對(duì)預(yù)應(yīng)力損失的影響基本穩(wěn)定。

因此我們建議在先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu)體系施工時(shí)，主梁架設(shè)過程不要太過倉(cāng)促，要讓主梁保持在簡(jiǎn)支狀態(tài)的時(shí)間應(yīng)該在80 d左右，這樣混凝土有足夠的時(shí)間完成大部分的收縮徐變，有利于結(jié)構(gòu)的受力和耐久性。

［1］ 陳西更，井曉輝.淺析混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性［J］.山西建筑，2009，35(26):65-66.