劉天鸞 高夕良 劉傳平 宋 揚(yáng)

(1.同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院(集團(tuán))有限公司， 上海 200092；2.中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司， 成都 610031)

重慶西站超長(zhǎng)混凝土雨棚結(jié)構(gòu)分析

劉天鸞1高夕良2劉傳平1宋 揚(yáng)2

(1.同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院(集團(tuán))有限公司， 上海 200092；2.中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司， 成都 610031)

重慶西站混凝土雨棚平面雙向均屬于超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，溫度作用直接影響結(jié)構(gòu)受力。在設(shè)計(jì)中，采用有限元分析了不同溫差下考慮混凝土收縮、徐變的樓板應(yīng)力，對(duì)框架內(nèi)力進(jìn)行分析，按照計(jì)算結(jié)果加強(qiáng)設(shè)計(jì)配筋和構(gòu)造措施。施工過程中采取了設(shè)置后澆帶、采用補(bǔ)償收縮混凝土、抗裂纖維混凝土、設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶，設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼筋等多項(xiàng)措施，減少施工過程和抵抗使用過程中的溫度和混凝土收縮、徐變作用。在保證原結(jié)構(gòu)滿足建筑空間和造型要求的前提下，實(shí)現(xiàn)了超長(zhǎng)混凝土雨棚結(jié)構(gòu)不設(shè)縫的設(shè)計(jì)目標(biāo)，為同類工程設(shè)計(jì)提供參考。

超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)； 混凝土雨棚； 溫度應(yīng)力

1 工程概況

重慶西站位于重慶市沙坪壩區(qū)，東側(cè)緊鄰內(nèi)環(huán)高速公路，西靠中梁山，南望華巖寺風(fēng)景區(qū)，是重慶樞紐的新建車站，規(guī)劃渝黔線、渝昆線、成渝城際以及渝長(zhǎng)線引入重慶樞紐。站房總建筑面積12×104m2，站場(chǎng)規(guī)模31站臺(tái)面(16站臺(tái))37線。雨棚分為近期和遠(yuǎn)期，近期施工渝昆、渝黔場(chǎng)總面積為60 010 m2，遠(yuǎn)期渝長(zhǎng)場(chǎng)雨棚預(yù)留面積為21 098 m2，是國(guó)內(nèi)首個(gè)在大型客站中采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)雨棚的高速鐵路車站，如圖1所示。

圖1 重慶西站軸側(cè)圖

2 結(jié)構(gòu)布置

重慶西站站臺(tái)雨棚位于站房?jī)蓚?cè)，單側(cè)順軌道方向長(zhǎng)度為118 m，垂直軌道方向投影長(zhǎng)度為356.7 m，雨棚最低高度為11.1 m。東側(cè)13跨為一期工程，西側(cè)5跨為二期工程。

本工程雨棚結(jié)構(gòu)為混凝土框架，地上一層，梁、柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40，框架抗震等級(jí)三級(jí)，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)1.1，抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g，抗震設(shè)防分類為丙類。

雨棚順軌道方向柱距為11.5 m，垂直軌道方向柱距約21 m。垂直軌道方向雨棚結(jié)構(gòu)跨度相對(duì)較大，故垂直軌道方向的雨棚框架梁采用有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁，順軌道方向框架梁采用普通鋼筋混凝土梁。雨棚框架梁之間的屋面次梁按約2.1 m×2.1 m網(wǎng)格雙向井格式布置，均采用普通鋼筋混凝土梁結(jié)構(gòu)。

雨棚范圍內(nèi)共有3條正線，正線上方雨棚屋面板均做漏空處理。由于單側(cè)雨棚在平面投影范圍內(nèi)356.7 m和118 m均遠(yuǎn)超規(guī)范規(guī)定的55 m可不設(shè)縫的限制，因此結(jié)合正線及一二期分界，將雨棚結(jié)構(gòu)在垂軌方向設(shè)置3道變形縫，將整個(gè)雨棚屋面板分成4個(gè)結(jié)構(gòu)分區(qū)單元，在順軌方向不設(shè)溫度縫。4段屋面板尺寸分別為43.15 m×118 m，105.5 m×118 m，105.5 m×118 m，68.05 m×118 m，如圖2所示，雨棚現(xiàn)場(chǎng)照片如圖3所示。

圖2 雨棚分縫布置圖(m)

圖3 重慶西站混凝土雨棚現(xiàn)場(chǎng)照片

3 超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

目前國(guó)內(nèi)尚未有規(guī)范對(duì)超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)給出具體定義，通常工程上把長(zhǎng)度超過GB 50010-2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]規(guī)定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距的結(jié)構(gòu)認(rèn)為是超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。而從設(shè)置伸縮縫的原因可以給出另外一種定義：即長(zhǎng)度達(dá)到必須采取措施來解決混凝土收縮、徐變和溫度變化等引起結(jié)構(gòu)開裂或產(chǎn)生裂縫的混凝土結(jié)構(gòu)[2]。

超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計(jì)，需主要解決混凝土的收縮徐變及使用過程中由于溫度變化產(chǎn)生的混凝土受拉開裂問題。通常的解決方法是采取在施工過程中設(shè)置后澆帶、采用補(bǔ)償收縮混凝土、抗裂纖維混凝土、設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶、設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼筋等措施。

3.1 溫度工況

超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)后澆帶封閉后，結(jié)構(gòu)即形成一個(gè)整體。整體結(jié)構(gòu)在使用階段作為一個(gè)獨(dú)立的力學(xué)模型來考慮溫度作用。均勻溫度作用作為以年為單位的長(zhǎng)周期荷載，應(yīng)考慮最大溫升和最大溫降工況[3]。

(1)最大溫升工況均勻溫度作用標(biāo)注值

ΔTk=Ts,max-T0,min

(2)最大溫降工況均勻溫度作用標(biāo)注值

ΔTk=Ts,min-T0,max

式中：Ts,max——結(jié)構(gòu)最高月平均溫度，以月最高平均氣溫Tmax為基礎(chǔ)，考慮太陽輻射等附加因素；

Ts,min——結(jié)構(gòu)最低月平均溫度，應(yīng)以月最低平均氣溫Tmin為基礎(chǔ)；

T0,max,T0,min——當(dāng)結(jié)構(gòu)預(yù)留后澆帶并整體考慮溫度應(yīng)力時(shí)，為結(jié)構(gòu)合攏溫度；當(dāng)結(jié)構(gòu)分塊計(jì)算時(shí)，取單段的最高(低)溫度。

3.2 收縮當(dāng)量溫差

混凝土收縮是指混凝土由于所含水分的變化、化學(xué)反應(yīng)及溫度降低等因素引起的體積縮小。影響混凝土收縮的因素有：水泥品種和用量、骨料性質(zhì)、養(yǎng)護(hù)條件、混凝土制作方法和使用條件等。

混凝土在長(zhǎng)期荷載作用下隨時(shí)間而增加的變形稱為徐變。影響混凝土徐變的因素有：水泥用量越大(水灰比W/C一定時(shí))，徐變?cè)酱?；W/C越小，徐變?cè)叫?；齡期長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)致密、強(qiáng)度高，則徐變??；骨料用量多，彈性模量高，級(jí)配好，最大粒徑大，則徐變??；應(yīng)力水平越高，徐變?cè)酱?。此外還與應(yīng)力種類、構(gòu)件尺寸、溫度等有關(guān)。

混凝土收縮可按照CEB-FIP MC90進(jìn)行計(jì)算。

εcs(t,ts)=εcs0βs(t,ts)

(1)

(2)

εcs0=εs(fcm)βRH

(3)

εs(fcm)=[160+10βsc(9-fcm/fcm0)]·10-6

(4)

βRH=-1.55·βSRH

(5)

βSRH=1-(RH/100)3

(6)

本工程相對(duì)濕度取80%，水泥類型系數(shù)按普通水泥取5，C40混凝土按CEB要求28 d齡期換算平均抗壓強(qiáng)度取40 MPa，板厚120 mm，梁200 mm×700 mm，h/h0取統(tǒng)一值1.4，求得混凝土折算收縮應(yīng)變齡期曲線如圖4所示。

圖4 混凝土收縮應(yīng)變齡期曲線

由混凝土收縮曲線可以看出，在混凝土澆筑早期收縮相對(duì)較快，為混凝土收縮的快速反應(yīng)階段。而對(duì)于超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)，工程上通常設(shè)置后澆帶，因此對(duì)混凝土收縮要完成兩階段的計(jì)算(1)混凝土澆筑至后澆帶封閉時(shí)間分段收縮模擬分析；(2)混凝土后澆帶封閉后至使用年限結(jié)束后。

混凝土收縮受到約束即在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生收縮應(yīng)力，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通常把混凝土收縮量換算成相應(yīng)溫度降低值來進(jìn)行模擬，稱為當(dāng)量溫差Tsh?；炷潦湛s是引起超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的主要原因之一。

民用建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范沒有提供計(jì)算收縮當(dāng)量溫差的公式，參考JTG D62-2012《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》[5]中對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)收縮當(dāng)量溫差的定義進(jìn)行計(jì)算：

式中：εsh——混凝土收縮值；α——混凝土溫度線膨脹系數(shù)，取1×10-5(1/℃)；

εcs(∞,ts)——混凝土收縮開始至收縮結(jié)束時(shí)的收縮應(yīng)變；

εcs(t,ts)——混凝土收縮開始至T時(shí)間范圍內(nèi)的收縮應(yīng)變(T可取后澆帶封閉時(shí)間)；

ts——混凝土收縮開始的時(shí)間，可假設(shè)為3～7 d。

根據(jù)計(jì)算公式可知，影響混凝土收縮應(yīng)變的主要參數(shù)有收縮開始時(shí)的齡期、計(jì)算考慮時(shí)刻的混凝土齡期、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、年平均相對(duì)濕度系數(shù)、混凝土構(gòu)件的理論厚度。

結(jié)構(gòu)收縮等效當(dāng)量溫差可分別近似取1 500、3 000、13 000 d的當(dāng)量溫度-后澆帶封閉時(shí)的當(dāng)量溫度。

3.3 徐變影響及剛度折減

(1)徐變引起應(yīng)力松弛

徐變和松弛是一個(gè)物理過程的兩種不同反應(yīng)。鋼筋在較高應(yīng)力的持續(xù)作用下，應(yīng)變隨時(shí)間的增長(zhǎng)而持續(xù)增加, 當(dāng)作用時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)，結(jié)構(gòu)的徐變變形是彈性變形的2～3倍,這種現(xiàn)象稱為“徐變”。若保持受力鋼筋長(zhǎng)度不變，鋼筋應(yīng)力隨時(shí)間增長(zhǎng)而降低的現(xiàn)象稱為“松弛”。當(dāng)結(jié)構(gòu)承受某一固定約束變形時(shí)，由于徐變性質(zhì)，其約束應(yīng)力將隨時(shí)間下降，稱之為“應(yīng)力松弛”[5]。

當(dāng)溫度作用的時(shí)間周期超過混凝土的松弛周期時(shí)，混凝土表現(xiàn)為粘滯特性，此時(shí)混凝土極限拉伸可以提高1～3倍。當(dāng)結(jié)構(gòu)配筋率較低(0.15%～1%)時(shí)，工程計(jì)算中，松弛系數(shù)取值可以忽略混凝土硬化前產(chǎn)生的約束變形，僅考慮約束變形后經(jīng)歷的時(shí)間t，得到簡(jiǎn)化的應(yīng)力松弛系數(shù)ε，如表1所示。

表1 簡(jiǎn)化應(yīng)力松弛系數(shù)表

工程上松弛系數(shù)可取0.3～0.5，對(duì)于約束應(yīng)力出現(xiàn)時(shí)間較短，并且構(gòu)件配筋較大區(qū)域，可取大值，而約束應(yīng)力出現(xiàn)時(shí)間較長(zhǎng)的低配筋區(qū)域可以取小值。結(jié)構(gòu)按照彈性計(jì)算后應(yīng)乘以松弛系數(shù)來進(jìn)行應(yīng)力折減。

考慮結(jié)構(gòu)配筋時(shí)的應(yīng)力松弛系數(shù)計(jì)算，可按照J(rèn)TG D62-2012《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄F，先計(jì)算得到素混凝土下的徐變系數(shù)φ(t-t0)，并考慮混凝土老化系數(shù)χ(t-t0)，得到考慮配筋率影響的徐變應(yīng)力松弛系數(shù)：

Rs(t,t0)=1.1/[1+χ(t-t0)·φ(t-t0)]

(7)

其中：χ(t-t0)為混凝土老化系數(shù)，取決于加載齡期t0、持續(xù)時(shí)間(t-t0)以及徐變函數(shù)的形式，χ(t-t0)值的范圍為0.5～1.0，平均值為0.82。

(2)剛度折減系數(shù)

混凝土在溫度作用下可自由伸縮時(shí)，結(jié)構(gòu)內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，但當(dāng)溫度作用下變形受到約束時(shí)，結(jié)構(gòu)內(nèi)將會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力。約束的平面位置、線剛度等是結(jié)構(gòu)物內(nèi)產(chǎn)生溫度應(yīng)力大小的決定因素。

對(duì)混凝土受拉構(gòu)件的理論和試驗(yàn)研究表明，溫度作用下混凝土變形受到約束，內(nèi)力持續(xù)增加，當(dāng)混凝土受到的拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土開始出現(xiàn)裂縫。此時(shí)剛度降低，內(nèi)力減小，當(dāng)溫度變形再次增大時(shí)，重復(fù)上述過程，因此典型的時(shí)間內(nèi)力曲線呈鋸齒狀。裂縫發(fā)展越多，剛度降低越大，對(duì)允許開裂的普通混凝土結(jié)構(gòu)在做溫度效應(yīng)分析時(shí)，可考慮混凝土開裂等因素引起的結(jié)構(gòu)剛度降低。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫控制等級(jí)為三級(jí)時(shí)，允許裂縫的開展，此時(shí)剛度折減同普通混凝土結(jié)構(gòu)。為了限制結(jié)構(gòu)裂縫開裂數(shù)量和寬度在可以接受范圍內(nèi)，工程上考慮溫度裂縫剛度折減的系數(shù)取0.85。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫控制為一級(jí)、二級(jí)時(shí)，計(jì)算溫度效應(yīng)分析時(shí)，不應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)剛度折減。

3.4 溫度工況組合

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)采取有效構(gòu)造措施來減少或消除溫度作用效應(yīng)，如設(shè)置結(jié)構(gòu)的活動(dòng)支座或節(jié)點(diǎn)，設(shè)置溫度縫，采用隔熱保溫措施等。當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在溫度作用和其他可能組合的荷載共同作用下的效應(yīng)(應(yīng)力或變形)可能超過承載力極限狀態(tài)或正常使用極限狀態(tài)時(shí)(如結(jié)構(gòu)某一方向平面尺寸超過伸縮縫最大間距或溫度區(qū)段長(zhǎng)度、結(jié)構(gòu)約束較大等)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一般應(yīng)考慮溫度作用。

作為結(jié)構(gòu)的可變荷載之一，溫度作用應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)施工和使用期間可能同時(shí)出現(xiàn)的情況考慮與其他可變荷載的組合。GB50009-2012《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中規(guī)定溫度作用的組合值系數(shù)、頻遇值系數(shù)和準(zhǔn)永久值系數(shù)可分別取0.6、0.5和0.4。

4 超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算分析

對(duì)超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)采取計(jì)算詳細(xì)分析雨棚在溫度工況下的樓板應(yīng)力，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果采取必要的措施來防止雨棚產(chǎn)生溫度裂縫。本工程采用通用有限元MIDAS GEN[6]進(jìn)行溫度應(yīng)力分析。

將雨棚在不同工況下的應(yīng)力進(jìn)行分布計(jì)算并進(jìn)行疊加，考慮不同組合(如表2所示)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行指導(dǎo)配筋。

表2 不同組合下雨棚結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果

在溫度荷載工況下(僅升溫作用ΔT=40 ℃)，雨棚從中間向周邊變形，在邊緣處產(chǎn)生最大拉應(yīng)力為1.11 MPa，此為溫度作用對(duì)板產(chǎn)生的附加應(yīng)力。

在溫度荷載工況下(僅降溫作用ΔT=-25 ℃)，雨棚從兩邊向中間變形，在邊緣處產(chǎn)生最大拉應(yīng)力為0.69 MPa，此為溫度作用對(duì)板產(chǎn)生的附加應(yīng)力。

根據(jù)計(jì)算可知，樓板在溫度荷載作用下，附加應(yīng)力超過1.11 MPa，需要在混凝土樓板內(nèi)配置預(yù)應(yīng)力抗裂鋼絞線來抵抗溫度作用產(chǎn)生的應(yīng)力。

設(shè)計(jì)在屋面板內(nèi)順軌道方向均設(shè)置了單束φs15.2@800無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力溫度筋，以增加樓板的剛度及抗裂性能，可在板內(nèi)產(chǎn)生1.08 MPa的預(yù)壓力?？紤]預(yù)應(yīng)力作用后，板在溫度作用下產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于混凝土抗拉應(yīng)力，并可以部分抵消混凝土收縮和溫度應(yīng)力的不利影響。

5 超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)處理措施

(1)對(duì)超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力

對(duì)超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力是不設(shè)或少設(shè)伸縮縫最為普遍和有效的一種措施。通常是在雙向框架梁中配置有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，在樓板中沿結(jié)構(gòu)縱向配置無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋。

一般情況下對(duì)大跨度混凝土梁施加預(yù)應(yīng)力是為了滿足承載能力的需要，即施加預(yù)應(yīng)力主要為“平衡”部分豎向荷載和建立滿足裂縫控制的預(yù)應(yīng)力度。而施加預(yù)應(yīng)力的構(gòu)件在截面中建立一定量的預(yù)壓應(yīng)力，可以抵消或降低溫差和混凝土收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力，并使之小于混凝土的極限抗拉應(yīng)力，因而避免了混凝土開裂。而在超長(zhǎng)混凝土板(或梁)中專門設(shè)置預(yù)應(yīng)力溫度筋的目的僅為使超長(zhǎng)混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，具備抵抗溫度變化和收縮變形的能力，一般并不承擔(dān)豎向荷載。

(2)在梁板內(nèi)設(shè)置抗溫度應(yīng)力構(gòu)造筋

在梁板內(nèi)設(shè)置抗溫度應(yīng)力筋也是在設(shè)計(jì)中經(jīng)常采用的一種措施。當(dāng)采用預(yù)應(yīng)力筋作為抗溫度筋時(shí)，通常是在構(gòu)件軸心處設(shè)置直線形預(yù)應(yīng)力鋼筋或鋼絲。其預(yù)壓應(yīng)力較低，一般控制在1～1.5 MPa。僅為控制溫度應(yīng)力而言，對(duì)于樓板所需建立的預(yù)壓應(yīng)力一般不小于0.7 MPa。

當(dāng)采用普通非預(yù)應(yīng)力鋼筋作為抗溫度筋時(shí)，在樓板計(jì)算配筋的基礎(chǔ)上，適當(dāng)提高構(gòu)件的配筋率，此部分鋼筋應(yīng)雙層雙向通長(zhǎng)布置，間距宜≤150 mm。

(3)采用后澆帶或膨脹加強(qiáng)帶

采用后澆帶將超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)分成若干能滿足混凝土收縮變形的區(qū)域，以達(dá)到緩解混凝土結(jié)硬過程中的收縮應(yīng)力而避免現(xiàn)澆的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。后澆帶寬度一般為1～2 m，時(shí)間間隔一般控制在45～60 d。為防止新、老混凝土結(jié)合部位開裂，后澆帶內(nèi)的混凝土可摻加一定量的膨脹劑形成補(bǔ)償收縮混凝土。當(dāng)分隔后的區(qū)域仍較大時(shí)，可以在區(qū)域內(nèi)加設(shè)“膨脹帶”來增強(qiáng)該區(qū)域混凝土的抗收縮能力。因后澆帶施工需要一定間隔時(shí)間，對(duì)工期有所影響，采用膨脹帶則可與主體結(jié)構(gòu)同步施工，所以近年來出現(xiàn)以膨脹帶替代后澆帶實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的“無帶”設(shè)計(jì)。

(4)摻入抗裂纖維

解決混凝土開裂的方式分為“抗”和“放”，“抗”主要是提高混凝土的抗裂性。在混凝土中增添鋼纖維或聚丙烯纖維或根據(jù)不同的需求采用不同配比[7]，按照合理的方式進(jìn)行纖維配比也可以起到提高混凝土抗裂的作用。

(5)加強(qiáng)施工期間的養(yǎng)護(hù)

工程實(shí)踐表明，混凝土結(jié)構(gòu)在施工期間產(chǎn)生的開裂大多是由混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)措施不當(dāng)造成的。采用蓄水養(yǎng)護(hù)、塑料薄膜覆蓋、設(shè)置保溫、隔熱層等是使超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)避免產(chǎn)生溫差或收縮裂縫的重要防護(hù)措施。實(shí)踐表明, 在風(fēng)速較大時(shí), 梁內(nèi)水分過快蒸發(fā)會(huì)導(dǎo)致混凝土收縮拉應(yīng)力迅速增加而加劇裂縫現(xiàn)象。為解決過大溫差, 采取設(shè)保溫層和蓄水養(yǎng)護(hù)使頂板與底板溫差控制在10℃內(nèi), 抗收縮效果良好。

6 結(jié)論

(1)由于重慶西站雨棚屬于雙向超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過規(guī)范的不設(shè)縫限值范圍要求,設(shè)計(jì)必須考慮溫度作用的影響。本文介紹了如何采用計(jì)算及構(gòu)造措施來解決超長(zhǎng)混凝土設(shè)計(jì)問題。

(2)詳細(xì)介紹了超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)溫度荷載取值計(jì)算方法，收縮當(dāng)量溫差計(jì)算方法，徐變和剛度折減計(jì)算方法。

(3)計(jì)算了恒、活工況下樓板應(yīng)力以及單純升、降溫工況下的樓板應(yīng)力，并根據(jù)計(jì)算得到的樓板拉應(yīng)力配置板內(nèi)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線保證在溫度荷載工況下板不出現(xiàn)拉應(yīng)力。

(4)介紹了超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的常用處理措施，除通過計(jì)算采取主動(dòng)控制措施外，采取合理的構(gòu)造措施也可以減小溫度作用下產(chǎn)生的裂縫。

[1] GB 50010-2010 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. GB 50010-2010 Code for design of concrete structures[S].

[2] GB 50009-2012 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S]. GB 50009-2012 Load code for the design of building structures[S].

[3] 賈堅(jiān).城市地下綜合體設(shè)計(jì)實(shí)踐[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2016. JIA Jian. Design of Underground Complex[M].Shanghai:Tongji University Press, 2016.

[4] GB 50009-2012 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范理解和應(yīng)用[S]. GB 50009-2012 Understanging and applying of Load code for the design of building structures[S].

[5] JTG D62-2012 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. JTG D62-2012 Code for Design of Highway Reinforced Concrete and Prestressed Concrete Bridges and Culverts[S].

[6] 王鐵夢(mèng).工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1997. WANG Tiemeng. Control of cracking in engineering structure[M]. Beijing:China Building Industry Press,1997.

[7] 劉天鸞.全埋式地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].建筑結(jié)構(gòu)，2013，43(S1):42-45. LIU Tianluan. Design on all buried underground structure[J]. Building Structure, 2013，43(S1):42-45.

Structure Analysis of Over-long Concrete Canopy in Chongqing West Station

LIU Tianluan1GAO Xiliang2LIU Chuanping1SONG Yang2

(1. Architecture Design & Research Institute of Tongji University, Shanghai 200092，China；2. China Railway Eryuan Engineering Group Co.,Ltd., Chengdu 610031,China)

Chongqing west railway station concrete canopy plane is all belong to super long structure, temperature effect directly affects the structure stress. In the design, using the finite element analysis the floor stress under different temperature, and considering concrete shrinkage and creep, internal force of framework, according to the calculation results strengthening the reinforcement design and structural measures. During construction process, setting post-cast strip, using compensation shrinkage concrete anti-crack fiber concrete, setting expansion strengthening belt, setting the prestressed reinforcement,etc., reducing the construction process and resisting the temperature and concrete shrinkage and creep effect in the using process. Under the premise of the original structure meeting the requirements of architectural space and modelling, the design goals of super-long concrete canopy structure without seam is achieved, providing a reference for similar engineering design.

over-long structure；concrete canopy；temperature stress

2016-06-08

劉天鸞(1981-)，男，工程師。

1674—8247(2016)05—0025—05

TU226

A