郭 寧 王憲軍 劉 華

(山東科技大學(xué) 土建學(xué)院 山東 青島 266590）

早齡期混凝土對(duì)大跨連續(xù)剛構(gòu)橋撓度的影響

郭 寧 王憲軍 劉 華

(山東科技大學(xué) 土建學(xué)院 山東 青島 266590）

在連續(xù)大跨剛構(gòu)橋施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)為趕工期而對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不足就進(jìn)行張拉，進(jìn)行下一階段施工，基于這種情況下對(duì)橋梁成橋階段的撓度變化進(jìn)行了研究，通過有限元模擬，建立不同荷載工況，分析對(duì)比各工況下橋梁撓度的變化趨勢及變化量，得出了早齡期混凝土張拉對(duì)成橋前期的撓度變化較小，但后期的變化速率要大于正常養(yǎng)護(hù)混凝土工況下的撓度變化速率。

撓度；大跨連續(xù)剛構(gòu)橋；midas civil；預(yù)應(yīng)力張拉.

0 前言

在梁橋設(shè)計(jì)中混凝土的齡期一般是按照 7天的齡期進(jìn)行模型分析，但實(shí)際施工中由于施工進(jìn)度等問題許多梁橋的混凝土齡期實(shí)際未達(dá)到7天的齡期就進(jìn)行了下一施工階段，對(duì)于大跨連續(xù)剛構(gòu)橋，澆筑后要對(duì)梁橋進(jìn)行張拉，由于混凝土未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度勢必會(huì)對(duì)混凝土的收縮變形以及橋梁的整體撓度產(chǎn)生一定影響。以及由于后期混凝土收縮徐變產(chǎn)生的變形[1]。本文將運(yùn)用數(shù)值模擬的方法對(duì)早齡期混凝土張拉對(duì)橋梁撓度產(chǎn)生的影響做出研究，共模擬三種工況分別是澆筑 12天、7天、3天下的張拉對(duì)橋梁撓度的影響，由于收縮徐變是影響橋梁中長期撓度的最重要因素[2]，所以對(duì)成橋10年后、20年后的撓度變化進(jìn)行分析。

1 項(xiàng)目基本概況

本文以某特大連續(xù)剛構(gòu)橋?yàn)槔瑢?duì)不同施工階段進(jìn)行模擬。某大橋（主橋118m+220m+160m+58m）雙幅主墩高 170m，成橋后跨中距水面 204m，荷載等級(jí)為公路I級(jí)，混凝土設(shè)計(jì)齡期為7天。左右幅3、4號(hào)主墩采用雙肢等截面空心薄壁墩形式,。建立基本midas有限元模型。

圖1 3號(hào)墩各塊段張拉對(duì)1號(hào)塊撓度的影響

2 早齡期混凝土張拉對(duì)塊段撓度的影響

取其中主跨3號(hào)墩與4號(hào)墩的一號(hào)塊進(jìn)行撓度研究，對(duì)比各個(gè)塊段張拉后一號(hào)塊的撓度變化，并對(duì)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理統(tǒng)計(jì)繪制如圖1的折線圖。

從圖1可以看到，無論混凝土的齡期多少，其總體的撓度是下降的，這是其變化的整體趨勢，同時(shí)可以看到，不同齡期混凝土張拉后對(duì)一號(hào)快的撓度變化趨勢，一號(hào)塊撓度的大小與混凝土齡期成正比，齡期越小撓度越小，齡期越大，撓度越大，這與早齡期混凝土強(qiáng)度低，變形大的基本原理相契合，同時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨著張拉的進(jìn)行，不同齡期混凝土張拉對(duì)一號(hào)塊撓度的差值也不同。其中7天齡期比3天齡期的撓度增大了12.28%，12天齡期比7天齡期增大了6%。

3 早齡期混凝土對(duì)整橋撓度的影響

分別將7天齡期與3天齡期的差值跟12天齡期與7天齡期的差值繪制如圖2的折線圖。用同樣的方法提取成橋10年后和成橋20年后的撓度值并繪制不同齡期之間的撓度差值如圖3、4折線圖所示。

圖2 成橋階段后一工況與前一工況撓度差值

圖3 10年后成橋后一工況與前一工況的差值

圖4 20年后成橋后一工況與前一工況的差值

通過圖2、3、4的對(duì)比發(fā)現(xiàn)在成橋階段曲線的大部分在坐標(biāo)軸以下，由于計(jì)算的撓度都為負(fù)值故可得到在成橋階段3天齡期的撓度值最小，在10年后及20年后 12天齡期的撓度值最小，可以得出 12天齡期在成橋后撓度變化率最小，3天齡期在成橋后下?lián)纤俾首畲?。同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)在跨中處各工況的撓度差值最大，3號(hào)墩的撓度變化比4號(hào)墩撓度變化小，12天齡期與7天齡期的差值整體略大于7天齡期與3天齡期的差值，但其變化范圍都在-2mm-4mm之間。

4 結(jié)論

1.早齡期混凝土由于其強(qiáng)度低、變形大，導(dǎo)致張拉預(yù)應(yīng)力損失，從而引起橋梁在成橋初期撓度較小，但長期撓度變化較大。

2.高墩大跨橋應(yīng)嚴(yán)格控制成橋撓度變化，防止混凝土早齡期張拉，對(duì)齡期沒有達(dá)到設(shè)計(jì)齡期的混凝土塊段應(yīng)進(jìn)行超張拉以抵消部分預(yù)應(yīng)力損失及橋梁的下?lián)狭俊?/p>

[1]王培金. 大跨連續(xù)剛構(gòu)橋預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的長期撓度預(yù)測探討[J]. 公路交通科技, 2007, 24(1): 87-89.

[2]馬少飛. 大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋撓度成因分析[D]. 北京: 北京交通大學(xué). 2009.

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